在国际生物医学工程领域长期悬而未解的"胃部发育不对称"课题,近日由中国科研团队取得重大突破。
这项由生物力学专家领衔的研究,创造性地融合力学建模、工程仿生与发育生物学等多学科方法,历时三年成功构建出具有完整生理结构的胃器官体外模型。
研究团队突破了传统单一学科研究的局限性,通过建立动态力学培养系统,首次模拟出胃底腺体与胃窦腺体的差异化发育过程。
实验数据显示,该模型能准确反映胃部前后区域在细胞分化、组织结构等方面的不对称特征,其生理功能指标达到真实胃器官的82%。
这一成果的科学价值在于揭示了机械力刺激对器官区域性分化的调控机制。
负责人在接受采访时指出:"胃部发育不对称的本质是力学微环境差异诱导的干细胞定向分化,这为理解其他器官的形态发生提供了范式转移。
"《自然》杂志评审专家认为,该研究"重新定义了器官发育研究的实验范式"。
当前全球器官移植供需缺口持续扩大,世界卫生组织数据显示每年约200万患者因缺乏供体死亡。
传统类器官培养技术难以复现器官的复杂结构和功能,而此项研究建立的"力学引导发育"新方法,使功能性器官体外重构向前迈进关键一步。
团队已着手将该技术拓展至肺器官研究,预计三年内可实现肺泡结构的精准构建。
为推动科研成果转化与人才培养,研究团队正筹建跨学科创新实践平台。
该平台将整合高校、医院和企业资源,形成"基础研究-技术开发-临床验证"的全链条创新体系。
平台设计特别注重让学生在真实科研场景中解决复杂问题,目前已与国内五所顶尖高校达成联合培养协议。
从胃器官发育之谜的破解,到器官体外重构的新路径探索,再到交叉创新人才培养体系的构建,这支科研团队的实践充分说明,创新的源动力往往来自于不同学科的碰撞与融合。
在面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求的新时代背景下,更多像这样的交叉创新团队的涌现,将为我国科技自立自强提供源源不断的动力。