我们身体的“血液工厂”由高度专门化的组织组成，包含骨细胞、神经、血管及其他多种细胞类型。研究人员现已仅用人类细胞在实验室中重建了这一复杂网络，这在该领域开创了首例。这一新系统有助于减少多种研究所需的动物实验数量。
骨髓通常运作得很安静，几乎不被察觉。只有当其功能失效时，比如血癌，它才会成为关注的焦点。在这些时刻，了解血液的正常生成方式以及导致该过程分解的原因变得至关重要。
人体细胞模型提供了一种新的研究工具
几十年来，大多数骨髓研究依赖动物研究或简化的细胞系统，无法完全模拟人类环境。巴塞尔大学生物医学系和巴塞尔大学医院的科学家们现已制作出完全由人类细胞构成的真实骨髓模型。由伊万·马丁教授和安德烈斯·加西亚·加西亚博士领导的团队在《细胞干细胞》杂志上报道，该平台可能支持血癌研究、药物检测，甚至可能实现未来的个性化治疗。
理解骨髓生态位
骨髓包含若干被称为“生态位”的专门微环境。骨表面附近有一个在新血细胞生成中起核心作用的生态位，与血癌抵抗治疗的能力相关。称为内采生位，包含血管、免疫细胞、神经和骨细胞。直到现在，没有任何人类模型能够将所有这些组成部分整合到一个系统中。
研究人员现在已经开发出一个模型，能够复制这种复杂性。他们的工作始于一种由羟磷灰石制成的人造骨骼框架，羟基磷灰石是一种存在于牙齿和骨骼中的天然矿物。随后，他们使用了通过分子生物学技术重新编程为多能干细胞的人类细胞。这些干细胞可以根据环境中的信号发育成多种不同的细胞类型。
构建一个功能齐全的3D骨髓系统
团队将这些干细胞引入人工骨支架，并引导它们通过受控的发育步骤，产生多样化的骨髓细胞类型。他们的分析显示，所得的三维结构与人类内膜生态位高度匹配。它也比之前的型号更大，直径8毫米，厚度4毫米。利用该模型，研究人员能够在实验室中维持人类血细胞形成数周。
减少动物实验的潜力
“我们从小鼠研究中学到了很多关于骨髓工作原理的知识，”伊万·马丁说。“然而，我们的模型让我们更接近人类有机体的生物学。它可以作为许多动物实验的补充，研究健康和疾病条件下血液形成。”这一目标与大学在可行的情况下减少、完善和替代动物实验的更广泛努力相一致。
该系统还可以支持药物开发。“不过，对于这个特定目的，我们的骨髓模型可能太大了，”安德烈斯·加西亚解释道。要同时测试多种药物或剂量，平台需要更小。
未来，这种方法有助于指导个性化的血癌治疗决策。研究人员设想打造针对患者的骨髓模型，使医生能够测试治疗方案，并为每个人确定最有效的方案。在实现这一目标之前，还需要进一步改进，但这项研究代表了一个重要的早期步骤。
原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251120092103.htm
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