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改头换面,“种”出一颗全新的心脏

根据需要量身定制人体器官一直是人们的心愿,而现在,麻省总医院的研究者们又离这个目标进了一步:他们第一次成功利用人类心脏的组织“骨架”在培养箱中“种”出了一颗全新的心脏。

图片来自:Bernhard Jank, MD, Ott Lab

进行这次研究的是哈拉尔德·奥特(Harald Ott)领导的研究团队,在2008年时他们就开创了从生物组织中“洗脱”细胞的技术,经过一系列洗脱处理之后,组织中的带有“个体特色”的细胞可以得到清除,只剩下细胞之间维持结构的胶原骨架。这些胶原骨架完好地保留了原有组织的结构,而且不会在不同个体间引发排异反应。接下来,只要能成功地把来自器官受体的细胞重新“种植”进去,就能得到与器官接受者能够完美匹配的新器官了。

此前,研究团队们已经在不同的动物器官和动物肢体上反复演练了这套方法(更多阅读:世界首例生物肢体:实验室里“种”出的大鼠前肢),而现在,他们开始用人类的器官和细胞进行验证了。这一次,他们选择了心脏。对于晚期的心力衰竭患者而言,心脏移植是最重要的一种治疗方法,而配型问题和捐献器官短暂的“保鲜期”则给移植带来了不少障碍。

研究者们从器官捐献库中“回收”了73个人类心脏用于研究——它们来自器官捐献者,但被判定为不适合用于移植手术。经过脱细胞处理后,这些心脏保留下了完整的“骨架”和血管结构,它们也不会引发免疫反应。

接下来,就是重新“种植”细胞的时候了。研究者们从人类的诱导多能干细胞中分化出了心肌细胞,并让这些心肌细胞在脱细胞骨架中重新定植生长。首先进行测试的是小片的心脏组织,在经过十几天的培养之后,我们就得到了一条可以自发收缩的“重组心肌”:

原视频来自:参考文献1

最后,研究者们在加大的培养箱中培育起了整个的心脏。在模拟体内环境的培养基中经过14天的培养之后,心肌细胞们在胶原骨架上重新安了家。分析显示,这些细胞在新家中保持着活跃的新陈代谢,它们也显示出了收缩功能和具有心肌特征的电活动。

培养中的“重组”心脏。原视频来自:参考文献1

这项研究表明,这种脱细胞/再细胞化的处理方式对人类器官是完全可行的,不过,我们还不能立即得到用于临床的“重组心脏”。研究者表示,这次尝试所得到的“重组心脏”心肌组织尚不成熟,想要养出成熟、健全的心脏,还需要进一步改进培养技术,并且耐心等上更长时间。不过,这依然是一项很值得期待的技术,等到这项技术能够应用时,那些被捐献出来却不幸无法直接进行移植的心脏们也就可以改头换面、重新“上岗”了。(编辑:窗敲雨)

参考资料:

  1. Jacques P. Guyette, Jonathan M. Charest, Robert W. Mills, et al. Bioengineering Human Myocardium on Native Extracellular Matrix. Circulation Research. 2016; 118: 56-72 Published online before print October 26, 2015, doi: 10.1161/CIRCRESAHA.115.306874
  2. //www.eurekalert.org/pub_releases/2016-03/mgh-fhm031116.php
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12099期七星彩 www.hotvn.tw 发布于2016-03-16, 本文版权属于果壳网(www.hotvn.tw),禁止转载。如有需要,请联系果壳。

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