女性的神秘之處不僅僅是比喻性的，它還延伸到女性的生殖解剖結構。幾十年來，女性被排除在研究之外，導致關於女性生理學的資料匱乏，這種情況才剛剛開始得到填補。一些見解來自在標準培養皿中生長的組織研究，但這些研究仍然無法代表女性月經週期的複雜性。
現在，在生物工程領域，研究人員首次建立了一個完整的女性生殖道微型實驗室模型，並配有激素訊號傳導。這種3D“晶片上的器官”系統可能會提高我們對複發性流產原因的理解，併為避孕和其他藥物開發的新研究提供動力。這項工作也可能推動醫學走向未來，屆時生育專家只需培養一個單獨女性的細胞樣本，將其放入這個晶片系統中，即可確定最佳治療方案。
EVATAR 是一個女性生殖道的 3D 模型，能夠模擬月經週期中微妙的激素相互作用。來源：西北醫學
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為了模擬女性生殖系統，由西北大學的特蕾莎·伍德拉夫領導的一個研究小組從五個器官中提取了實驗室培養的人類和老鼠細胞，並在一個相互連線的立方體網路中培養它們。這些立方體透過允許血液和激素流動的管道供養，模擬液體在全身的流動。閥門和泵還控制著單元的壓力和氣流。這種環境使得通常在培養皿中會因自身細胞廢物而窒息死亡的細胞，能夠在標準的 28 天生殖週期記憶體活下來。
在研究人員透過注射垂體激素啟動該系統的激素通訊後，細胞分泌了典型月經週期中發現的雌激素和孕酮水平，以及女性生殖器官之間發生的訊號傳導。該團隊還能夠模擬排卵期間的激素水平以及妊娠早期階段，從而建立了一種可能有助於深入瞭解如何維持成功妊娠的工具。這些成果今天在《自然通訊》雜誌上發表。伍德拉夫說：“這不僅代表了細胞培養技術的革命，而且也是對生殖道和疾病研究的演變。”
晶片上的月經週期系統包括小鼠卵巢細胞，以及來自子宮切除術獲得的人體輸卵管、子宮內膜和宮頸細胞。（人體卵巢細胞不可用，但小鼠卵巢細胞產生相同的激素。）該系統還包括人體肝細胞，因為該器官會分解許多藥物。這項工作建立在麻省理工學院的琳達·格里菲斯及其同事在國防高階研究計劃局資助下開發的“晶片上的肝臟”的早期工作基礎上。月經晶片研究團隊在許多其他團隊的技術基礎上進行了重大擴充套件，從而產生了用於模擬生殖週期的當前設計。
新的晶片系統遠非女性解剖結構的完美替代品：“目前，晶片上的器官無法解釋諸如可能影響未來生殖健康的早期[有毒]暴露之類的因素，”範德比爾特大學醫學院婦產科教授凱文·奧斯汀說，他沒有參與這項研究，但正在研究其他生殖晶片模型。新的晶片系統也不包括支援妊娠的關鍵因素胎盤，也沒有考慮病毒感染引起的炎症如何影響生殖器官。儘管如此，伍德拉夫說，她的系統為研究各種疾病開闢了可能性，例如宮頸疾病，這些疾病無法在小鼠身上建模，因為它們宮頸細胞與人類完全不同。她補充說：“這個系統將使我們能夠以過去無法做到的方式研究該器官的感染。”