科学家已成功开发出首个完全由人工制造的人类骨髓系统，重现了通常深藏于骨骼内部的复杂细胞、血管和神经混合体。
这一突破使研究人员能够在不高度依赖动物模型的情况下，深入探究血液形成过程及其在癌症等疾病中的异常机制。通过在实验室构建逼真的“血液工厂”，研究团队为更安全的药物测试以及未来基于患者自身细胞的个性化治疗开辟了新途径。
重现人类骨髓环境
骨髓通常在人体内默默运作而不引人注目，仅当血癌等疾病干扰其功能时才显现重要性。此时，理解正常血液生成机制及故障原因变得至关重要。
长期以来，科学家依赖动物实验和简化的体外细胞培养系统研究骨髓功能。巴塞尔大学生物医学系与巴塞尔大学医院的研究人员现已创建出完全由人类细胞构成的精细骨髓模型。据伊万·马丁教授和安德烈斯·加西亚·加西亚博士领导的团队介绍，该新系统可支持血癌研究、提供药物测试平台，并可能促进个性化治疗方案。相关成果已于今日（2025年11月18日）发表在《细胞干细胞》期刊。
骨髓中的特化微环境
骨髓包含多种称为“微环境”的特化小区域。其中对血细胞生成至关重要的区域位于骨表面附近，这也解释了为何某些血癌对治疗产生抗性。此区域称为骨内膜微环境，包含血管、骨细胞、神经及免疫细胞。此前，尚无能完整模拟这些组件的人类骨髓模型。
研究团队现已成功组装具备上述特征的模型。他们以羟基磷灰石（人体骨骼和牙齿的天然成分）合成骨支架为起点，通过分子生物学技术将人类细胞重编程为多能干细胞，使其能响应信号分化为多种细胞类型。
这些干细胞被植入人工骨支架，并经特定发育阶段引导，在可控条件下稳定生成多样化的骨髓细胞。分析显示，最终形成的三维结构高度匹配人类骨内膜微环境，且规模大于先前尝试，直径达八毫米，厚度四毫米。借助此模型，研究人员在实验室中成功维持人类血细胞生成数周之久。
推动动物实验的替代与优化
“我们从鼠类研究中已获知大量骨髓运作知识，”伊万·马丁表示，“但我们的模型更贴近人类生物学，可作为健康与疾病状态下血液形成研究的动物实验重要补充。”此举契合该校在可行情况下替代、减少和优化动物实验的努力。
该系统未来亦可用于药物研发。“然而，针对此特定用途，当前骨髓模型尺寸可能过大，”安德烈斯·加西亚·加西亚解释道，“为实现多种化合物与剂量的平行测试，模型需进一步微型化。”
长远来看，利用患者细胞生成个体化骨髓模型以测试不同疗法并筛选最有效方案，从而为血癌定制个性化治疗具有可行性。但研究者指出，这仍需进一步开发。
参考文献：“基于人诱导多能干细胞血管化成骨类器官的宏观尺度支架辅助人类骨髓骨内膜微环境模型”，2025年11月18日，《细胞干细胞》。DOI: 10.1016/j.stem.2025.10.009
【全文结束】
