3D打印一个卵巢，生下闪闪发光的孩子？科学家做到了！

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作者：海色天痕

编辑：等出汗

现在有一门新医学，叫“再生医学”（ regenerative medicine），专门研究如何让人坏掉的部位可以再生。

如今这门技术已经能打印血管、骨骼、耳朵等，希望未来能做到这样的地步——牙齿坏了，干细胞长一颗；血液出问题，脐带血造一批；心肝脾肺肾坏了，啪啪啪打印一颗全新的出来换……

当然，生殖系统也是再生医学的重点研究对象之一。

不久之前，科学家们用塑料袋完成了人造子宫。

人造子宫滋养了早产的羔羊，也将庇护人类的婴儿 动图来源：Nature Communications

现在，美国西北大学的科学家们又在搞事情，论文发表在5月16日的Nature Communications上。他们的新发现就是——

一只光明璀璨的荧光小鼠！

科学家们又搞基因编辑了？

是，但这有啥稀奇的？

嗯，这只小鼠是用3D打印的卵巢生出来的。 

你可能不信，但这就是打印出的卵巢在显微镜下的样子

小鼠卵巢的打印技术

这次科学家试着制造的，是小鼠的卵巢。

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取出小鼠卵巢

他们将小鼠的卵巢取出，消毒，保存好卵巢组织，分离出卵泡和那些能产生激素的细胞。这些细胞可以支持未成熟的卵子。

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3D打印卵巢的基本结构

这个研究的一个技术突破就是找到了卵巢的“骨架”，并用上了明胶来打印卵巢支架。

明胶是构成我们软组织的一种生物材料。大多数水凝胶很脆弱，但明胶能自我支撑，组成卵子成熟所必须的三维支持结构。

3D打印出的卵巢结构：一个15毫米×15毫米的明胶支架层

然后再在卵巢中加入40~50个卵泡和支持卵泡的激素生产细胞。

显微镜下的小鼠未成熟卵细胞，周围有支持细胞和明胶支架。

最终形成的卵巢结构必须有一定强度，才能经受住手术；必须要足够多孔，才能与小鼠的体组织相合。另外，明胶支架的编织模式也很重要，直接关系到卵泡在其中的存活率。

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将卵巢移植回小鼠体内

将打印出的卵巢移植回7只小鼠体后，这些卵巢在一周内就得到了来自小鼠的血液供应。卵子在新卵巢中可以逐渐成熟，最终排卵。

最后，7只小鼠里有3只用新卵巢排的卵正常怀孕，生下了健康的幼仔。

这些幼仔的卵子之前做过基因编辑，会发绿色荧光。这点保证了那些生下的幼仔确实来自3D打印的新卵巢，而非小鼠体内的卵巢残留。

生下来的小鼠里，会发绿光的就是3D打印的新卵巢里来的

而且啊，这些打印出的卵巢也会正常分泌激素，通过血循环送到小鼠体内各处。这些激素支持着小鼠在孕期和哺乳期都有正常的生理反应。

技术背后的研究团队

能生出这种脑洞、而且还把脑洞实现了的团队，得什么样？

答：经验丰富，而且全是女性！

研究团队

这个研究的作者之一Teresa Woodruff表示：希望未来这项技术可以帮助到一些想重获生育能力的女性。

有些年轻女性患上了癌症，可以在化疗放疗前先将自己的卵巢取出一些组织保存起来，卵泡分离出来。等癌症治愈后，再新打印一个卵巢放回去。

另外，这项技术不止能帮助女性重获生育能力。卵巢是重要的内分泌器官，植入新卵巢还能改变女性的内分泌系统。因此对于某些激素失衡的女性来说，植入卵巢能让她们更健康。2010年日本一个研究就发现，给失去生育能力的老年雌鼠植入卵巢后，它们的寿命延长了40%。

这个团队的其他实验

其实，Woodruff的实验室还做过许多超科幻的生殖系统研究。

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体外发育人类未成熟的卵子

别小看这个研究。很多女性癌症患者想要在化疗放疗前保留自己的卵子。但人类体内每个月只成熟一个卵子，如果想多存自己的卵子，就得先经历2~6周的激素治疗，促使一堆卵子成熟。有时一次还不够……而癌症患者有时候可没那么多时间去等待。而且如果是乳腺癌或者卵巢癌，激素治疗更可能会恶化她们的病情。

如果能在体外让未成熟的卵子发育到成熟，那么根本不用等待，一次就可以取出数以万计的卵细胞来冻着了。

本来她们还可以往下做的——比如试试这些卵子能不能正常受精发育，然而受到了资金限制。

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女性生殖系统的体外微模型

这套模型包括卵巢、输卵管和其他生殖器官，直接在体外模拟了人的28天月经周期。

看上去像是乐高积木，但这确实是生殖系统的微型模型

这种研究的目的在于体外建模，建立一个药物或理论的测试平台。

为什么要体外建模呢？

因为直接用人或者人所捐献的器官来测试会成本太高，只用人细胞来测试又不能完全反映体内复杂的响应，用动物来测试又多少跟人类有区别。

回到打印卵巢的研究。下一步，她们打算在猪身上进行实验。因为人类的卵巢比小鼠卵巢大很多，结构也复杂很多。猪的生殖系统和人类更接近，这样能为人类实验做好准备。

最后的最后，是你们最关心的问题：什么时候能打印人类卵巢？

Woodruff表示：十年之内，可能就能打印人类的卵巢啦~

• 人造子宫滋养了早产的羔羊，也将庇护人类的婴儿

• 如何制造一个人造子宫？

• 用猪培育出人类器官，马上就能移植给先天缺陷的新生儿了！

• 十个“没了也能活”的人体器官，第一个竟然是它
  

参考文献：

Monica M. Laronda, Alexandra L. Rutz, Shuo Xiao, Kelly A.Whelan, Francesca E. Duncan, Eric W. Roth, Teresa K. Woodruff , Ramille N.Shah. (2017). A bioprosthetic ovary created using 3D printed microporousscaffolds restores ovarian function in sterilized mice. Nature Communications,Article number: 15261 (2017). doi:10.1038/ncomms15261

Paoletta, R. (2017). These Mice Gave Birth Using3D-Printed Ovaries. Gizmodo UK. http://www.gizmodo.co.uk/2017/05/these-mice-gave-birth-using-3d-printed-ovaries/

Jason Daley. (2017). Mice With 3D-Printed OvariesSuccessfully Give Birth. Smithsonian. http://www.smithsonianmag.com/smart-news/functional-3d-printed-ovary-transplanted-mice-180963337/

Sample, I. (2017). 3D-printed ovaries allow infertilemice to give birth. the Guardian. https://www.theguardian.com/science/2017/may/16/3d-printed-ovaries-allow-infertile-mice-to-give-birth

Sample, I. (2010). Ovary transplants could extendwomen's lifespan, mice study suggests. the Guardian. https://www.theguardian.com/science/2010/jun/29/ovary-transplants-women-lifespan-mice

The World's First 'Period' in a Dish Could RevolutionizeReproductive Medicine , (2017). Gizmodo.com. http://gizmodo.com/the-worlds-first-menstrual-period-in-a-dish-could-revol-1793684158

A Fertility First: Human Egg Cells Grow Up in Lab.(2009). Wired.com. https://www.wired.com/2009/07/humanegg/

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