微型人類機器人可修復受損組織

微型機器人由人類細胞製成，可修復受損組織

「人類機器人」能修復實驗室中神經層上的損傷

• Matthew Hutson; Nature; 30 November 2023

科學家已經開發出由人類細胞製成的微型機器人，能夠修復受損的神經組織。這些「人類機器人」(anthrobots)是使用人類氣管細胞製造的，將來可能使用在個人化醫學中。

這項研究「為合成控制一系列發展過程的『組織工程2.0』指明了方向」，費城賓夕法尼亞大學的生物工程師Alex Hughes表示。

麻省梅德福德的塔夫茨大學(Tufts University)的發展生物學家Michael Levin及其同事之前曾使用一團胚胎蛙細胞製造過微型機器人。但是這些「異種機器人」(xenobots)的醫學應用受到了限制，因為它們不是來自人體細胞，而且它們必須手動刻成所需的形狀。研究人員現在已經開發出能夠自我組裝的「人類機器人」，並正在使用實驗室培養的人類組織探究它們的治療潛力。研究結果已發表在《先進科學》(Advanced Science) 期刊上。

Levin及其團隊在凝膠中培養了兩週的人類氣管皮膚細胞的球狀體，然後將這些聚集體取出，並在較不粘稠的溶液中再培養一週。這導致細胞上的微小毛絨，稱為纖毛(cilia)，移動到球狀體的外部而不是內部。這些纖毛起到槳(oars)的作用，研究人員發現產生的「人類機器人」（每個包含數百個細胞）通常以多種模式之一游泳。有些直線游泳，有些圓周游泳或弧形游泳，還有一些呈混亂運動。

為了測試「人類機器人」的治療潛力，Levin及其同事將其中幾個放入一個小碟子中。在那裡，「人類機器人」融合在一起形成一個「超級機器人」(superbot)，研究人員將其放在被刮傷的神經組織上。在三天內，神經細胞層在「超級機器人」下完全恢復了。這是令人驚訝的，研究合著者、同樣在塔夫茨大學的發展生物學家Gizem Gumuskaya表示，因為「人類機器人」的細胞能夠在不需要任何基因修改的情況下執行此修復功能。「你不會明顯地得到這種反應」，她說。

Levin、Gumuskaya及其同事認為，將由個人組織製成的「人類機器人」可用於清理動脈、破碎黏液或傳遞藥物，無論是否通過基因工程。通過結合多種細胞類型並探索其他刺激，也可能開發出具有可持續建造和外太空探索潛力的生物機器人(biobots)。

Levin表示：「一旦我們了解了細胞集體願意和能夠做什麼，我們就可以開始不僅僅控制獨立的機器人，還可以用於再生醫學」，包括四肢再生。

譯者:百聯醫學編譯

Translator: PI-Union Medical Science