EVATAR系统。每个方块代表一个不同的器官，蓝色液体代表血液。（图片来源：西北大学） 一系列人类细胞衬里的盒子成功复制了女性的月经周期，这标志着所谓的“芯片上的器官”又向前迈进了一步。西北大学医学中心的研究人员在一个人工环境中重现了女性生殖系统的器官，并将它们连接在一起。通过在其系统中泵入类似血液的培养基，他们促使这些组织正常运作，包括产生调节月经的激素和其他化学物质。芯片上的生殖系统将作为一个模型，帮助研究人员了解子宫内膜异位症、肌瘤、癌症和不孕不育等疾病。
人工器官
该系统名为EVATAR，是西北大学几位研究人员合作的结果，每位研究人员都开发了最终要连接在一起的不同器官。整个仿生生殖系统小到可以握在一只手中，由一系列通过小软管连接的方块组成。每个方块对应一个不同的器官——卵巢、输卵管、子宫、宫颈、阴道和肝脏——并由一系列由营养性人工培养基维持生命并衬有细胞的通道和腔室组成。一系列泵模拟了循环，使不同的器官能够通过激素相互交流。系统中的大部分细胞是在手术过程中从女性体内获得的，而不是从干细胞培养而来，这增加了系统的真实性。只有卵巢细胞来自小鼠。在一篇于周二发表在《自然·通讯》杂志上的论文中，研究人员成功地将他们的系统运行了一个月，足以产生一个完整的月经周期，通过标记28天周期开始和结束的激素释放来衡量。不过，该系统并非旨在实际受精和孕育卵子。研究人员只是想看看他们是否能够复制伴随周期的激素波动，而激素波动失衡与一系列影响生殖器官的疾病有关。首席研究员特蕾莎·伍德拉夫在一份声明中说：“这将帮助我们开发个性化治疗，并了解女性与男性在药物代谢方面可能存在差异。”“这模拟了身体中实际发生的情况。在10年内，这项名为微流控的技术将成为生物研究的主要技术。”
药物测试的理想模型
重现月经这样一个复杂的过程表明，各种器官和组织都在正常运作，并为使用该仿生系统进行药物测试铺平了道路。虽然在芯片上重现我们身体的内部状况可能令人惊叹，但研究人员真正想做的是观察当系统受到干扰时会发生什么。芯片上的器官之所以令人兴奋，是因为它们不仅能让研究人员将新药引入模拟系统并观察其相互作用，还能模拟疾病并观察它们如何影响我们的身体。很少有药物能通过人体试验，部分原因是研究人员在人体试验时必须极其谨慎。使用人工器官或器官系统可以极大地加速这一过程。芯片上的器官还可以用于个性化治疗。通过使用患者自身的细胞创建一个系统，研究人员可以测试专门针对他们需求的干预措施。过去，研究人员曾尝试在培养皿中培养细胞。然而，细胞在体外并不总是能以相同的方式运作。我们体内条件的总和，即微环境，在调节细胞反应方面起着重要但尚未被完全理解的作用。将我们的细胞置于一个更接近我们身体内部环境的系统中，可以让我们更接近完全模拟人体。这项目前的工作是芯片上器官技术向前迈出的一步，但它仍然不是一个完整的身体。研究人员未包含在模型中的身体部分，如免疫系统，也可能影响生殖健康。这就是为什么研究人员有一天希望在芯片上构建完整的身体，以充分捕捉我们生理学的复杂性。从器官开始，已经扩展到器官系统，其余的还有待完成。
