作者：识林-Aspen

美国国家航空航天局家卫生研究院（NIH）卫生服务部生物医学高级研发局（BARDA）以及美国FDA最近宣布，8份合同将在复杂的人体外模型（如组织芯片或微生理系统）中使用自动化工程功能进行实时在线读数，以延长组织活力和生理功能至少6个月。

这项工作的科学目标是更好地了解1）疾病模型，2)药物开发，3)临床试验设计，4)化学和环境暴露和对策，以及5)航天环境引起的生理变化。深度表征将是这些技术发展的下一个关键步骤，特别是在考虑急性和慢性暴露时。

这项由NASA资助空间生物学计划的工作反映了NASA科学任务理事会、NASA人类研究计划、NIH国家推进转化科学中心（NCATS）、NIH国际过敏与传染病研究所（NIAID）、NIH国家癌症研究所（NCI）、BARDA以及FDA合作。这些机构选择的项目将适应现有项目3D组织和微生理系统（MPS），它也被称为组织芯片或器官芯片，旨在将组织活力和稳定的生理功能延长至少6个月，并全面检测和验证这些模型的急慢性压力源。

什么是3D组织芯片？3D组织芯片和MPS在小型设备上复制器官特异性细胞，如心脏、胰腺、肝脏等细胞，大约有USB驱动器太大了。研究人员和临床医生使用这些组织芯片来测试和观察细胞对各种环境因素（如辐射和微重力）和治疗（包括药物和化学疗法）的反应。

3D组织芯片和MPS创新模型使研究人员能够研究患者对治疗的反应，而不需要患者直接接受治疗。但现在这些芯片只能存活大约一个月，这限制了研究人员跟踪治疗对组织的长期影响的能力。寿命较长的组织芯片可以从生物医学研究的许多方面受益，如减少对人体和动物实验的依赖，预测药物故障，并为太空中的宇航员提供个性化的医疗包。

选定的研究旨在资助组织芯片的开发和验证，它们可以自动运行6个月或更长时间，用于模拟急性和/或慢性暴露（如药物和其他化合物、辐射、环境危害、感染、微重力暴露等）。

8这些研究将在美国6个州的8个机构进行。全面实施后，2022-2025财年拨款预计约为1600万美元。八名研究人员及其所属机构分别为：

— Elizabeth Blaber，伦斯勒理工学院了解太空飞行和衰老过程中的大脑-肝-肠轴

— Joel Blanchard，西奈山ICAHN医学院采用人脑多细胞集成模型，通过纵向分析神经和脑血管对神经毒性压力的反应，识别生物标志物和病理机制

— Guohao Dai，东北大学，长期生物工程3D神经血管微生理系统模拟慢性炎症引导的神经退行性病变

— Abhishek Jain，德州农业大学，长期患者iPSC血管芯片模型用于评估动脉粥样硬化mRNA治疗压力源

— Christopher Porada，维克森林大学 用于模拟长寿命单器官和多器官组织对各种压力源的反应（OTE）平台

— Gordana Vunjak-Novakovic，哥伦比亚大学，MORPH：缺氧后的多器官修复

— Joseph Wu ，斯坦福大学，评估辐射暴露对工程心脏和血管组织的长期影响

— Catherine Yeung ，华盛顿大学，肾脏，MPS延长和类器官，模拟药物和环境毒素的急慢性暴露