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科學家:講真,讓我來修補你破碎的心


科學家:講真,讓我來修補你破碎的心


當人們自己的器官衰竭時,器官移植是拯救人們生命的一種寶貴的方法。但在現有的移植過程中還面臨著很多困難,包括器官短缺、等候人數眾多以及需要強效藥品來幫助接受者的身體更好的接納他們的新機體。


但是如果有另外一種方法來更換器官,一種不那麼依賴於從別人身體上尋找完整的活體器官的辦法呢?美國的科學家已經取得了進展,他們在實驗室中通過令人類功能性心肌再生來創造由生物工程製成的的人體心臟。在這種情況下,實驗過程仍然需要使用捐獻的器官,但這個捐獻器官是與接受者的細胞相融合的。

這種技術需要將一個經過去細胞處理的器官(即去除了原來捐獻者的活細胞)和未來接受者的誘導多能幹細胞(IPSCs)的心臟組織一起重新繁殖。事實上,科學家是移除了捐獻者心臟上可能會引發接受者免疫反應的成分,並用接受者自己的心臟肌肉細胞來代替。


Jacques Guyette是馬薩諸塞州總醫院再生醫學中心(CRM)的研究人員,他說:「再生一個完整的心臟肯定是一個長期的目標,需要很多年才能實現。所以我們現在正致力於創造一個功能性的心肌補丁,可以用來取代那些因為心臟病或心臟衰竭而受損的心臟組織。」


這項研究被記錄在《循環研究》中,它是由馬薩諸塞州總醫院再生醫學中心(CRM)的外科醫生Harald Ott帶頭進行的。Harald Ott之前發現了一種去細胞的方法,即用清潔劑溶液來移除老鼠器官上的活細胞。在這項新研究中,這種多級過程已經升級,並第一次在人類心臟進行。



科學家:講真,讓我來修補你破碎的心

Guyette說:「生成功能性心臟組織會遇到很多挑戰,包括提供一個能夠支撐心臟功能的結構支架、專門的心肌細胞和一個支持性的環境,在這個環境中細胞可以重新填充支架,以此來形成能夠處理複雜心臟功能的成熟組織。」


這項研究使用了73個被授權用於科學研究的人類心臟。研究人員誘導多能幹細胞分化成大約5億心肌細胞,然後將它們移植到經去細胞化處理的心臟組織裡面。


經過幾天的培育後,心肌細胞發展成為自主收縮組織。研究人員稱這代表著多能幹細胞在無細胞的心臟矩陣中首次再生為心肌。然後這些跳動的器官被安裝在一個自動操作的生物反應器系統中(如圖所示),該系統可以給肌肉提供營養,並在一定條件下繁殖活體心臟。


這個研究似乎有點可怕,畢竟這個團隊正在轉向電影《活跳屍》的範疇。但是,未來對實驗室培育的健康器官的應用還是帶來了很大的希望。


Guyette表示:「在接下來的步驟中,我們將改善方法從而生成更多的心肌細胞(給一個完整的心臟再生細胞會需要數百億的心肌細胞)。優化以生物反應器為基礎的培育技術,來提高生物工程生成的心臟組織的成熟度和功能。並用電子手段來整合再生組織,使其能夠在接受者的心臟中運作。」

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