在生命的進(jìn)化過(guò)程中，主要的轉變之一是具有空間編碼的多細胞系統的出現，這些細胞可以進(jìn)行交流和協(xié)作，以組織或器官的形式表現出更高階的集體行為。通過(guò)人造細胞的可控組裝來(lái)模仿這些系統，有望對人工生命系統的構建和組織工程領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。到目前為止，脂質(zhì)體，聚合物體和油包水液滴等類(lèi)細胞結構已被用于構建人工組織，它們表現出更高階的行為，包括通訊、變形、信號傳導等。但是，除了基于油包水液滴網(wǎng)絡(luò )的一系列突破性研究之外，當前大多數組織樣結構都是某些類(lèi)細胞結構的無(wú)定形聚集體。巨型磷脂囊泡是細胞的理想模型。將大量巨型磷脂囊泡組裝成空間編碼的類(lèi)組織結構以模仿自然組織的存在形式仍然是一個(gè)巨大的挑戰。

  韓曉軍教授課題組在程序化磁操控囊泡構建空間編碼的人工組織研究方面取得重要進(jìn)展，該成果以題為“Programmed magnetic manipulation of vesicles into spatiallycoded prototissue architectures arrays”發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communication，2020, 11, 232；DOI: https:// doi.org/ 10.1038/ s41467-019-14141-x）。

  韓曉軍團隊利用磁阿基米德效應，通過(guò)引入順磁性介質(zhì)在不銹鋼（SS）網(wǎng)格內部將巨型磷脂囊泡組裝成具有特定空間排布的各種組織形態(tài)。所構建的人工組織在高鹽濃度（1 M）和純水條件下表現出異常的穩定性，體現了這類(lèi)結構的群體特異性行為，表明在生命進(jìn)化過(guò)程中，細胞群體比單個(gè)細胞具有生存優(yōu)勢。該團隊同時(shí)研究了人工組織內部巨型磷脂囊泡間酶的級聯(lián)反應、以及巨型磷脂囊泡與細胞群落之間的化學(xué)物質(zhì)交流。該成果所展示的人工組織構建方法，在合成生物學(xué)、組織工程學(xué)中具有廣泛的應用前景。

  韓曉軍課題組從事人造細胞領(lǐng)域研究已有20年的歷史，在人工細胞膜、人工細胞器、具有復雜功能人造細胞、人工組織等領(lǐng)域取得了系列高水平研究成果。模擬了細胞膜和細胞器的結構和功能、細胞的代謝和分裂功能、以及生物組織內部個(gè)體間的交流和群體行為。促進(jìn)了該領(lǐng)域的發(fā)展。