科學家在大鼠體內植入乾細胞並成功培育微型人肝
器官移植手術最難的一點,就是無法找到合適的供體。不過未來的肝移植手術,或許無需等待供體的到來。近日,匹茲堡大學的一支研究團隊,就順利地在大鼠體內植入了乾細胞,並成功培育出了微型人肝。需要指出的是,儘管科學家們已經將誘導多能幹細胞(IPSC)植到了大鼠身上,但在這項技術能夠真正挽救生命之前,仍有許多障礙需要被克服。
幹細胞培育出微型人肝(圖自:UPMC)
目前器官移植手術面臨的首要問題,就是供體的短缺。其次就算找到了可移植的供體,患者的免疫系統也會發生排異反應。
有鑑於此,匹茨堡大學醫學中心的研究人員們乾脆換了一個思路,即通過患者本體的干細胞來誘導培育成所需移植的器官。
在這項概念驗證研究中,匹茲堡大學研究人員先提取了人類細胞,然後將之移植到了大鼠身上。
實驗所用的人類皮膚細胞取自於自願者群體,通過對其進行重編程,處理成為誘導多功能幹細胞(簡稱IPSC)。
理論上來說,IPSC 細胞可按需分化成不同的器官,本例中所需的便是肝細胞,接著研究團隊將之撒播到了已被剝離自身所有細胞、空留一幅“支架”、“管道”的大鼠肝臟中。
研究團隊將這些微型人肝移植到了五隻大鼠身上,並對其狀況開展了為其四天的監測。結果在所有情況下,新器官都一直在工作。檢驗發現其正在分泌膽汁酸和尿素,並在大鼠血清中檢測到了人肝蛋白。
接受微型人肝移植的大鼠(圖自:Alejandro Soto-Gutierrez)
不過異體移植的障礙並未完全消失,因為所有五隻大鼠都在移植周遭區域出現了血流問題。
而且科學家們已事先對這些動物進行了工程設計,以抵抗異體器官的排異反應,意味著在普通動物實驗上可能無法發揮效果。
即便如此,科學家們還是對這項技術的前景表示樂觀。比如早在幾年前,就有研究團隊開展過類似的’迷你心臟’移植手術。
這些微型器官有望在未來某天養大至可用於實際的人體移植,同時研究團隊正在大鼠身上測試更多藥物。
研究資深作者Alejandro Soto-Gutierrez 表示,其長期目標是創造可替代器官捐贈的版本,此外急性肝衰竭患者可能只需經過一段時間的肝強化治療,而無需替換整個肝臟。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《細胞報告》(Cell Reports)期刊上。
原標題為《Assembly and Function of a Bioengineered Human Liver for Transplantation Generated Solely from Induced Pluripotent Stem Cells》。