【重磅突破】京都大學研發「晶片肺臟」 可精準模擬病毒感染 阻擋下一場大流行

科學界迎來對抗呼吸道疾病的新利器！由日本京都大學團隊開發的「微生理系統(MPS)」，透過結合誘導性多能幹細胞(iPSCs)與微流體晶片技術，成功打造出高度擬真的「晶片肺臟」。這項突破將為未來疫情防治帶來革命性改變。

呼吸道病毒如新冠肺炎(COVID-19)已造成多次全球大流行，持續考驗各國醫療體系。這類病毒會對肺部造成嚴重傷害，特別鎖定兩個關鍵區域：上呼吸道(近端區域)與進行氣體交換的微小肺泡(遠端區域)。由於不同肺區對感染的反應各異，過去要精確研究這些效應相當困難。

傳統研究方法如動物實驗與基礎細胞培養系統，往往難以完整呈現人類肺部的複雜反應。為解決此難題，京都大學團隊開發出能精準模擬人類肺部各區域的微生理系統。這套先進裝置可同時複製氣道與肺泡結構，讓科學家能深入探究呼吸道病毒如何影響肺部不同部位。

研究第一作者、京都大學博士生Sachin Yadav表示：「我們利用iPSC衍生的肺晶片，可以從同源幹細胞來源，模擬近端與遠端肺區對病毒感染的特異性反應。」

此技術具有三大突破性優勢：1. 提供更精準的組織與病毒特異性致病機制研究平臺2. 能有效評估藥物效力3. 對未來防疫工作具有重大應用潛力

研究團隊領導人Ryuji Yokokawa指出：「這項技術獲得的見解，可用於開發其他人體器官與多器官系統模型，促進器官互動作用的研究。」

資深研究員Takeshi Noda強調：「精確複製宿主對不同病毒與肺區的反應差異，將大幅提升我們對新興病毒的理解，並有助於早期藥物篩選。」

另一位資深團隊成員Shimpei Gotoh補充：「將iPSCs整合到微生理系統中具有無可比擬的優勢，這些細胞可實現個人化醫療與同源模型等應用。」

這項晶片技術的應用不僅限於病毒感染研究，透過使用患者特異性iPSCs，未來還可拓展至其他疾病的個人化醫療領域，展現極大的臨床潛力。

這項突破性研究已發表於2025年7月的《自然生物醫學工程》期刊，由日本科學技術振興機構、日本學術振興會與日本醫療研究開發機構共同資助。