世界首次！科學家成功培育出能「流口水」的唾液腺

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如果身體里那些已經「不靈光」的器官能被替換掉，那豈不是太好了？雖然我們現在還做不到，但是已經向著這個目標更邁進一步。

一般來說，更換器官的實現會帶來巨大的益處，尤其是對那些喪失特定器官功能的患者來說。然而，我們目前還做不到這一點。器官形成是一個非常複雜的過程，它受到多種不同生物系統的調節。而且還有另一個棘手的特徵是它依賴於幹細胞（也有例外，比如毛囊這種永遠生長的器官），而幹細胞只存在生命早期發育階段。

但是科學家們正在研究如何突破這些限制。日本昭和大學和日本理化研究所生物系統動力學研究中心的研究人員們發表在《Nature Communications》上的新論文報告稱：該團隊利用小鼠模型成功培養出三維唾液腺組織，其作用與小鼠模型中的正常唾液腺體一樣。這是世界上首次取得此類成果的研究。

幾乎一樣的唾液腺

研究通訊作者，昭和大學的Kenji Mishima博士說：「看到我們創造的組織能在活體動物體內正常工作令人無比興奮。這對於類器官作為真實器官的有效替代來說是一次重要的概念驗證。」

Kenji Mishima（中）

研究團隊利用胚胎幹細胞和病毒基因載體創造了三維簡化版的唾液腺。這些腺體在消化過程中起到重要作用，因為唾液能夠啟動食物中澱粉的加工過程，使食物更容易吞咽。然而，唾液腺並不是非常穩定的組織，癌症放療或乾燥綜合征（一種自體免疫疾病）都會破壞唾液腺。

圖片來源：《Nature Communications》

唾液腺最初由一個名為口腔外胚層的結構發育而來。研究人員並沒有完全了解這個過程，但知道它涉及到一個複雜的化學信號過程會改變目標幹細胞的基因表達。通過研究這個過程，該團隊發現了兩個轉錄因子，Sox9和Foxc1，它們是分化過程(即從幹細胞到其他細胞的轉變)進入唾液腺的基礎。兩種信號化學物質——FGF7和FGF10，確定表達這些因素的細胞，從而進行真正的分化。

然後就是實際種植類器官的時候了。該團隊首先將一種化學雞尾酒作用於幹細胞，使其形成口腔外胚層。然後，他們使用病毒載體（經過基因編輯的病毒）改變細胞基因，使其同時表達出Sox9和Foxc1。最後，他們使用這兩種信號化學物質誘導細胞形成最終的組織。後續的基因分析表明，這種組織與自然發育形成的唾液腺非常相似。

它能正常工作嗎？

簡短地回答：是的。

研究團隊將該類器官植入到唾液腺已被移除的活體小鼠體內，然後餵食檸檬酸以對它們進行測試。當與間質組織（一種與其他組織形成腺體的胚胎組織）一起移植時，這些類器官與神經組織正確連接並分泌出與真正唾液非常相似的物質。

圖片來源：《Nature Communications》

日本理化研究所生物系統動力學研究中心的研究人員Takashi Tsuji說：「我們將繼續致力於開發功能組織，以取代具有不同功能的器官。我們希望這些實驗能夠很快進入臨床，為遭受各種疾病折磨的患者提供幫助。」

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