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英国巴斯大学牵头的研究项目获得50万英镑资助，用于开发可复现大脑、肠道与胰腺间信号连接的器官芯片装置。这项名为GlucoBrain的项目旨在帮助研究人员追踪器官间的信号传递过程，揭示糖尿病引发记忆与认知功能改变的潜在机制。
该项目的合作方包括牛津大学与约翰斯·霍普金斯大学的研究人员。研究团队表示，相关研究结果有望为新型疗法的开发奠定基础，改善数百万糖尿病、痴呆症或共病患者的生活质量。
糖尿病与阿尔茨海默病是全球范围内最受关注的两类公共健康问题，在老龄化社会中尤为突出。目前普遍认为糖尿病会累及心脏、肾脏与眼部功能，而越来越多的证据表明，糖尿病也与记忆、学习及脑功能损伤相关，但该关联背后的生物学机制仍不明确。
“肠道、胰腺与大脑通过信号网络持续通讯，调控人体的饥饿感与血糖水平，”项目负责人德斯皮娜·莫斯楚（Despina Moschou）博士表示，“但我们仍未完全阐明这些信号在细胞层面的互作模式，以及血糖水平与认知衰退相关的原因。通过构建芯片上的多器官连接系统，我们可以实时研究器官间的信号传递过程、糖尿病损伤脑功能的机制，以及新型药物的干预效果。”
莫斯楚指出，目前关于糖尿病与痴呆症关联的研究结果大多来自动物实验、简单细胞培养及临床队列研究。尽管这些研究手段具有一定价值，但无法完整、准确地还原人体器官、激素与细胞间的复杂互作过程。
器官芯片技术是在微型装置中培养活的人体细胞，模拟体内器官的生理功能。与培养皿中的二维细胞培养不同，这类装置可支持细胞三维生长，为细胞提供可控的营养供给，使其互作模式更接近体内生理状态。研究人员还可分离单个器官及细胞类型，明确其在分子层面的通讯机制。
这项为期三年的项目将于10月启动，汇集工程师、临床医生、生物学家与计算机科学家，共同构建复杂疾病互作模型。研究团队将首先开发肠道、胰腺与大脑的单器官芯片模型，随后将其连接为多器官系统。研究人员将逐步提升模型复杂度，检测各器官对葡萄糖、激素及不同药物治疗的响应特征。
牛津大学的研究人员将提供糖尿病与代谢疾病领域的核心临床专业支持，保障模型的生理准确性；约翰斯·霍普金斯大学的研究团队则带来阿尔茨海默病与脑类器官领域的专业技术积累。
GlucoBrain是一项试点项目，旨在帮助研究人员从更深层次的生物学层面明确糖尿病、痴呆症等疾病的发病机制。研究团队介绍，这项早期研究将为更先进、更贴近真实生理状态的模型构建奠定基础，后续可纳入更多器官与细胞类型。结合人工智能技术，这类装置有望揭示疾病发生发展的全新机制。
“这类装置不仅为疾病研究提供了前所未有的手段，还可加快药物研发与测试进程，降低对动物模型的依赖，提升研究结果与人体的相关性，”莫斯楚补充道，“长远来看，该技术将为个体化医疗的发展铺平道路，可利用患者自身细胞筛选最有效的治疗方案。”
该项目由英国工程与物理科学研究委员会（Engineering and Physical Sciences Research Council, EPSRC）健康技术连通性奖项资助。
【专业注释】
1. 器官芯片：微型仿生装置，可模拟人体器官生理功能与互作
2. 脑类器官：三维培养的脑组织类似物，具备部分脑生理特征