每日經(jīng)濟(jì)新聞 2023-09-10 13:14:11
每經(jīng)編輯 何小桃
據(jù)新華社報道,總部位于美國的國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞-干細(xì)胞》7日發(fā)表中國科研團(tuán)隊的一項新研究顯示,他們在豬體內(nèi)成功培育出人源中期腎臟,這也是世界范圍內(nèi)首次報告人源化功能器官異種體內(nèi)培育案例。
據(jù)南方都市報報道,論文第一作者、賴良學(xué)博士表示,以前在豬體內(nèi)制造人體器官的嘗試沒有成功,但他領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊改善了人體細(xì)胞與受體組織的整合,因此能夠在豬身上培育出人體器官。
研究團(tuán)隊在植入代孕母豬體內(nèi)的豬胚胎中培育出部分成型的人類腎臟。
如果讓它們進(jìn)一步發(fā)育
可成為用于人體移植的腎臟
據(jù)悉,研究小組對人類干細(xì)胞進(jìn)行了基因改造,使其更好地與豬細(xì)胞融合,而不會自毀。
同時,研究小組從小豬胚胎中移除了腎臟發(fā)育的兩個重要基因,這樣人體細(xì)胞就會被吸引過來生長腎臟。
研究人員共將1820個胚胎移植到13頭母豬體內(nèi)。28天后,他們對5個胚胎進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)它們的腎臟似乎已正常進(jìn)入第二發(fā)育階段。人類細(xì)胞大部分如愿進(jìn)入了腎臟,而不是胚胎的其他部位。
研究人員接下來希望讓腎臟在豬胚胎中發(fā)育更長時間,以幫助了解這些器官的早期發(fā)育以及疾病是如何出現(xiàn)的。
他們還打算嘗試生成心臟和胰腺等其他人體器官。
圖為胚胎內(nèi)人類腎細(xì)胞(紅色熒光)與 “野生型 ”豬胚胎的特寫對比。
賴良學(xué)博士的團(tuán)隊成功地讓母豬培育出了一個胚胎,一個處于最早期發(fā)育階段的小豬,它擁有近乎人類的腎臟。
與試管嬰兒一樣,小豬胚胎也是在實驗室中通過精子與卵子受精產(chǎn)生的,但經(jīng)過基因工程改造,使其更容易接受人類細(xì)胞。
然后,研究團(tuán)隊加入人“多能”干細(xì)胞——這種干細(xì)胞可以發(fā)育成為人體內(nèi)任何類型的干細(xì)胞——在一種特殊的化學(xué)溶液中培養(yǎng)它們,使它們發(fā)育成微型腎臟。
小豬胚胎被放入代孕母豬體內(nèi),就像體外受精一樣,使其懷孕。
在子宮里待了近一個月后,小豬胚胎內(nèi)的腎臟有了正常的結(jié)構(gòu)。
它們還長出了細(xì)胞束,這些細(xì)胞束隨后將腎臟與膀胱連接起來,以排出體內(nèi)的廢物。
重要的是,盡管腎臟是在豬胚胎中生長的,但至少有一半是人的腎臟,含有高達(dá)60%的人體細(xì)胞和40%的豬體細(xì)胞。
這表明,如果讓它們進(jìn)一步發(fā)育,它們可以成為可用于人體移植的腎臟。
不過,據(jù)專家稱,在豬體內(nèi)為人類培育器官仍需數(shù)年時間。
例如,本次研究中的腎臟仍然帶有豬血管,因為人類的血管會被懷孕母豬的免疫系統(tǒng)排斥。
要克服這個問題,需要更加復(fù)雜的基因工程,這樣才能使腎臟適合移植給人類。
目前的研究還發(fā)現(xiàn),有極少量人類細(xì)胞進(jìn)入了小豬胚胎的大腦和脊髓。
如果實驗進(jìn)一步深入,這樣的胚胎真的變成了擁有部分人類大腦的活體小豬,就會引起倫理方面的擔(dān)憂。
供體細(xì)胞來源于患者自體
可避免免疫排斥
據(jù)廣州日報報道,賴良學(xué)介紹,器官移植已成為多種終末期疾病的唯一有效治療手段,供體器官嚴(yán)重缺乏卻限制了這一療法在臨床上廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國每年開展器官移植手術(shù)的患者2萬多例,而因終末期器官功能衰竭等待移植的患者高達(dá)30萬,供需缺口巨大。
“基于干細(xì)胞的器官異種動物體內(nèi)再生將是未來解決這一問題的理想途徑。通過該途徑獲得的人源化器官不僅將具有更全面的細(xì)胞類型和更完善的器官結(jié)構(gòu)與功能,而且由于供體細(xì)胞來源于患者自體,將有效避免異種器官或同種異體器官移植中存在的免疫排斥等問題。”他表示。
據(jù)新華社報道,此前,實現(xiàn)人源化器官異種體內(nèi)培育存在諸多技術(shù)障礙,導(dǎo)致從豬體內(nèi)培育人體器官的設(shè)想一直沒有成功。本次研究利用具有高分化潛能、強競爭及抗凋亡能力的新型人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,結(jié)合優(yōu)化的胚胎補償技術(shù)體系,在腎臟缺陷豬模型體內(nèi)實現(xiàn)了人源化中腎的異種體內(nèi)培育。
在研究中,上述源于人的細(xì)胞被注射到豬胚胎中,再將其移植入代孕豬。其中使用的豬模型經(jīng)過基因改造,缺乏腎臟發(fā)育所需基因,從而為移植的人細(xì)胞留出空位。
該研究嚴(yán)格遵守相關(guān)倫理規(guī)定以及國際慣例,在3至4周豬胎齡內(nèi)終止了代孕豬的妊娠。共獲得2只胎齡25天、3只胎齡28天的中腎嵌合豬胚胎。中腎指其體內(nèi)的腎臟已經(jīng)發(fā)育為中期腎臟,即腎臟發(fā)育的第二階段。
針對腎臟發(fā)育關(guān)鍵功能性基因的免疫熒光染色結(jié)果證明,人源供體細(xì)胞已分化成為表達(dá)這些基因的功能性細(xì)胞,說明伴隨著胚胎發(fā)育,豬胎兒體內(nèi)的人源供體細(xì)胞將能夠支持人源化腎臟生成。
研究人員表示,這項成果首次證明了基于干細(xì)胞及胚胎補償技術(shù)在異種大動物體內(nèi)培育人源化功能性實質(zhì)器官的可行性,為利用器官缺陷大動物模型進(jìn)行器官異種體內(nèi)培育邁出了關(guān)鍵的第一步,對解決供體器官嚴(yán)重短缺難題具有重要意義。
編輯|何小桃 杜波
校對|程鵬
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