哈佛:新藥研發新工具! 人類骨髓晶片,可精準預測藥物、放射線與疾病對骨髓的影響 (閱讀)

骨髓每天約可產生 3000 億個新的血球。然而,這類生長、分化快速的細胞,在接受化療與放療時,都會受到重大影響、引起嚴重副作用,如貧血、嚴重出血、感染增加等。然而,由於骨髓位於一個難以採樣或檢測的部位,因此,藥物或放射線對骨髓的影響的相關研究,始終受到很大限制。

在 FDA 的共同資助下,哈佛大學 Wyss 生物啟發工程研究所開發出了一種「人類骨髓晶片」,相較於傳統的骨髓細胞體外培養,「骨髓晶片」可以提供更接近真實狀態的生理微環境、以供測試。

這個「骨髓晶片」只有 USB 大小,由透明的矽氧橡膠 (silicone rubber) 製成,具有上下兩個中空平行通道,由具有滲透性的膜隔開。上方通道的基質凝膠中,充滿了人類的骨髓祖細胞 (CD34+ 細胞) 和骨髓基質細胞,模擬骨髓組織中的三維特性;下方通道則是培養了人類內皮細胞,模擬滲透到骨髓中的血管,可通入液態培養基,以支持 CD34+ 細胞生長與分化、滋養骨髓基質細胞並清除廢物。

研究人員使用這個骨髓晶片,與波士頓兒童醫院、達納-法伯癌症研究所、馬薩諸塞州總醫院和藥廠阿斯利康合作,進行了許多測試,得到了以下成果:

1. 準確:骨髓晶片可以準確反映出會在人體造成脊髓損傷的 5-氟尿嘧啶 (5-fluorouracil, 5-FU) 劑量,但傳統細胞培養法此時尚未呈現細胞毒性。

2. 適用於臨床前藥物安全性測試:......

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