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2023年底，澳大利亞昆士蘭大學(xué)AIBN中心的科學(xué)家們成功找到一種能夠逆轉(zhuǎn)（SARS-COV-2）感染所引發(fā)的大腦過(guò)早衰老的策略，為病毒感染后神經(jīng)健康問(wèn)題的治療帶來(lái)曙光。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用合成腦類(lèi)器官模型，深入探討了SARS-COV-2變體對(duì)腦組織的損傷機(jī)制。研究人員指出，感染會(huì)加速衰老細(xì)胞的生成，這些細(xì)胞隨著年齡增長(zhǎng)在大腦中逐漸累積。而這些衰老細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致炎癥及組織退化，進(jìn)而引發(fā)患者出現(xiàn)腦霧、記憶喪失等認(rèn)知障礙。
研究團(tuán)隊(duì)利用大腦類(lèi)器官模型進(jìn)行藥物篩選，發(fā)現(xiàn)了四種藥物可以選擇性地消除由引起的這些衰老細(xì)胞。這些藥物包括navitoclax、ABT-737、非瑟汀和達(dá)沙替尼加槲皮素的混合物(D+Q)。這些藥物不僅能夠恢復(fù)大腦活力，還有望降低感染小鼠模型出現(xiàn)神經(jīng)退行性癥狀的風(fēng)險(xiǎn)。
此項(xiàng)研究得到了來(lái)自澳大利亞、英國(guó)、美國(guó)、智利、德國(guó)和俄羅斯等多國(guó)研究人員的支持，并已發(fā)表于《Nature Aging》1雜志。這一突破性發(fā)現(xiàn)為病毒感染后的神經(jīng)健康問(wèn)題提供了新的治療途徑，為相關(guān)領(lǐng)域的未來(lái)研究和臨床應(yīng)用帶來(lái)希望。
該研究團(tuán)隊(duì)由澳大利亞生物工程和納米技術(shù)研究所（AIBN）的類(lèi)器官領(lǐng)域?qū)＜褽rnst Wolvetang教授。作為多能干細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū)之一，Wolvetang教授是將人類(lèi)胚胎干細(xì)胞引入昆士蘭大學(xué)的科學(xué)家之一，并指導(dǎo)成立了澳大利亞類(lèi)器官中心 Australian Organoid Facility (后續(xù)簡(jiǎn)稱(chēng)AOF)。
他的團(tuán)隊(duì)將患者血液或皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，并制造人體各類(lèi)細(xì)胞及對(duì)應(yīng)類(lèi)器官。通過(guò)CRISPR-Cas9技術(shù)對(duì)基因組進(jìn)行操作，結(jié)合高內(nèi)涵成像分析、單細(xì)胞基因表達(dá)分析、多電極陣列（MEAs）功能分析等技術(shù)多種技術(shù)解析神經(jīng)疾病分子機(jī)制并篩選治療方法。目前團(tuán)隊(duì)已對(duì)唐氏綜合癥、遺傳性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥、兒童白質(zhì)疾病和皮層發(fā)育異常等疾病的理過(guò)程提供了新的認(rèn)識(shí)；同時(shí)，還運(yùn)用大腦類(lèi)器官模型為耐藥性癲癇設(shè)計(jì)個(gè)性化治療方案，并對(duì)神經(jīng)退行性疾病及衰老相關(guān)過(guò)程（如衰老細(xì)胞）的基因治療和藥物治療的臨床前效果進(jìn)行評(píng)估。
將類(lèi)器官用于臨床治療是目前大趨勢(shì)，但類(lèi)器官培養(yǎng)流程復(fù)雜，培養(yǎng)周期長(zhǎng)，因此難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，如何確保不同實(shí)驗(yàn)室之間的類(lèi)器官培養(yǎng)具有可比性和可重復(fù)性，是亟待解決的問(wèn)題。
Ernst Wolvetang教授表示，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，他們可以高效快速地進(jìn)行大規(guī)模的干細(xì)胞及各種器官類(lèi)器官培養(yǎng)、基因組操作、疾病模型構(gòu)建，并進(jìn)行個(gè)性化藥物和基因療法的臨床前測(cè)試，為疾病治療提供重要的數(shù)據(jù)支持。
由Ernst Wolvetang教授指導(dǎo)成立的AOF中心是一個(gè)非營(yíng)利性自動(dòng)化平臺(tái)，專(zhuān)門(mén)為昆士蘭大學(xué)研究人員、項(xiàng)目轉(zhuǎn)化等提供低成本高質(zhì)量類(lèi)器官樣本。目前可自動(dòng)化高通量的提供多種組織器官的類(lèi)器官樣本構(gòu)件、優(yōu)化和制備，包括但不限于：腦類(lèi)及脊髓類(lèi)器官、腎臟類(lèi)器官、血管類(lèi)器官、及腫瘤類(lèi)器官等。
AOF平臺(tái)的類(lèi)器官“流水線(xiàn)"系統(tǒng)是由瑞孚迪（Revvity）為其打造的explore G3 3D/Organoid Cell culture & imaging（3D細(xì)胞類(lèi)器官培養(yǎng)和成像自動(dòng)化整合系統(tǒng)）。主要包括：Janus G3液體工作站，Opera Phenix Plus高內(nèi)涵成像系統(tǒng)和Celigo 全孔成像儀，Chemagic 360自動(dòng)化核酸提取儀、Liconic自動(dòng)化培養(yǎng)箱與自動(dòng)化儲(chǔ)板棧等核心設(shè)備，并由plate::handler Flex750機(jī)械臂進(jìn)行整合。該系統(tǒng)可以給研究者們提供：基于干細(xì)胞或類(lèi)器官模型的疾病建模，3D細(xì)胞高內(nèi)涵成像及分析，高通量藥物篩選,高通量功能驗(yàn)證等服務(wù)。
Ernst Wolvetang教授表示：
通過(guò)AOF自動(dòng)化平臺(tái)技術(shù)，我們可以提供可靠的器官樣本制備流水線(xiàn)，輔助藥物候選物的臨床前研究，或幫助生物材料和微工程生物系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。最大限度地減少類(lèi)器官培養(yǎng)及類(lèi)器官藥效篩選的批次間的差異，極大地提高了研究的效率和準(zhǔn)確性。
主要設(shè)備
Janus G3液體工作站
Opera Phenix Plus高內(nèi)涵成像系統(tǒng)和Celigo全孔成像儀
Chemagic 360自動(dòng)化核酸提取儀、Liconic自動(dòng)化培養(yǎng)箱及Plate Handler Flex750機(jī)械臂
explorerG3是一個(gè)定制化平臺(tái)，因此瑞孚迪在此平臺(tái)還可提供更多的自動(dòng)化方案，如高通量藥物篩選，細(xì)胞株構(gòu)建等。
