生物力医学与力材料学转化团队与合作团队在人类胃器官早期发育机制与体外重构研究中取得突破，相关成果以“Human gastroids to model regional patterning in early stomach development”为题，于2025年9月10日在《Nature》发表。

胃作为关键消化器官，其胃底与胃窦沿前-后轴呈区域分布，分别承担不同的分泌与消化功能。该图式在胚胎发育第五周便开始形成，但科学界一直存在“WNT信号梯度悖论”：经典理论认为WNT信号沿胚胎前-后轴梯度是递增的，并调控各器官前后组织图式，而胃发育却需沿前-后轴递减的WNT信号梯度。这个“信号梯度悖论”对传统器官发育理论提出了重大挑战。为破解该悖论，研究团队提出可能存在未知的“暗物质”信号源——新的WNT信号中心。

图1. 神经源性WNT信号梯度诱导胃前-后轴非对称组织图式发育

通过融合力学、工程学、生物学等多学科思想与技术，团队构建了仿生三维培养体系，利用人多能干细胞开发出具有胃底和胃窦双极结构的新型胃类器官（Gastroid，类胃囊），重现了早期胃的非对称发育图式。该模型在多个维度与体内人类与小鼠的胃发育高度相似，并首次揭示神经组织作为信号中心，其通过与胃上皮组织协同发育过程中的非对称几何关系，诱发了沿前-后轴递减的WNT信号梯度，从而决定胃的区域图式形成。

图2. 类胃囊作为研究人类胃器官早期发育调控机制的全新体外平台

基于此，团队进一步提出“人工信号中心”驱动的“乐高式”发育重构策略，建立了微尺度组织定向组装技术实现对类胃囊中不同谱系的组织模块独立开展基因编辑，发现上皮源NR2F2是决定胃组织非对称图式发育的关键因子。该研究不仅为胃发育机制提供新理论框架，也为器官体外构建和发育疾病研究提供了新技术平台。

该论文共同通讯作者为国科温州研究院林峰副研究员、清华大学邵玥副教授、昆明理工大学白冰与华大研究院刘心研究员；第一作者为林峰、清华大学博士后李夏与昆明理工大学硕士生崔琪琪。

林峰副研究员所在的生物力医学与力材料学转化团队致力于发展生物力医学与力材料学新技术、新材料、新方法，并用于疾病诊疗、药物筛选、发育再生等生物医学基础与转化应用研究。自2021年成立以来在Nature (2025)，Nature Biomedical Engineering (2024)，Nature Communications (2023)，Science Advances (2025，2024)，Advanced Materials (2022)，Trends in Analytical Chemistry (2023)，Bioactive Materials (2022)，Advanced Functional Materials (2023)，ACS Nano (2025)，Chemical Engineering Journal (2022a，2022b)，Biomaterials (2022)等国内外重要学术刊物上发表多篇论文，并获国家自然科学基金重点项目、青年项目、浙江省自然科学基金探索项目、青年项目等项目支持，部分研究成果正在产业转化中。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09508-8。