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有報道稱
,小小類器官?承載移植夢

佚名 2024-05-16 19:51:58

經(jīng)過近 10 年的快速發(fā)展

,科學(xué)家們已經(jīng)能在實驗室利用細(xì)胞培育
、分化
、自組裝成各種類似人體組織的 3d 結(jié)構(gòu)
,制造出肝臟、胰臟
、胃、心臟
、腎臟甚至乳腺等在內(nèi)的各種類器官
。英國著名學(xué)術(shù)期刊《發(fā)育》雜志 3 月刊以專版形式
,對類器官研究領(lǐng)域進(jìn)行了全面回顧

《科學(xué)》雜志網(wǎng)站報道稱,這些實驗室類器官并不是各種細(xì)胞毫無規(guī)則地聚集

,而是已經(jīng)擁有類似真實器官的復(fù)雜結(jié)構(gòu),比如在顯微鏡下能觀察到腎臟上的微細(xì)血管
、大腦皮層或腸道內(nèi)的褶皺

但這些類器官真的就是真實器官的“縮小版”嗎

?它們能用來在體外模擬疾病、測試新藥并最終作為替代器官進(jìn)行人體移植嗎

,小小類器官?承載移植夢.png" />

尚無法完全復(fù)制體內(nèi)真實情況這些由大量細(xì)胞簇聚而成的類器官

,雖然在很多方面能模擬真實器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)
,但某些與真實器官功能和發(fā)育緊密相關(guān)的結(jié)構(gòu)特性至今還無法擁有,如缺乏血管系統(tǒng)
,這是人體器官生長發(fā)育中獲取能量的重要結(jié)構(gòu)。因此
,目前為止
,類器官還不能稱為真實器官的“縮小版”
,仍然是微型和簡單的器官模型

一些謹(jǐn)慎的專家認(rèn)為,類器官到底能在多大程度上模擬真實器官尚不清楚

。一位使用迷你大腦研究寨卡病毒的美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)神經(jīng)學(xué)家認(rèn)為,迄今為止
,研究人員還無法賦予類器官免疫系統(tǒng)
,因此
,在篩選藥物時
,無法完全復(fù)制體內(nèi)的真實情況。

但與科學(xué)家長時間以來只能在實驗室培育 2d 結(jié)構(gòu)相比

,3d 類器官向前邁出了一大步。現(xiàn)在
,科研人員已經(jīng)可以用它們模擬人類發(fā)育早期的器官形成過程
,研究基因突變和傳染病等對正常器官功能的影響

用干細(xì)胞技術(shù)培育類器官目前

,所有類器官都是用干細(xì)胞技術(shù),通過精確模擬人體發(fā)育條件
,在實驗室讓干細(xì)胞分化成各種不同類型細(xì)胞
,自組裝成器官的基本結(jié)構(gòu)。這些干細(xì)胞主要來自誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(ips 細(xì)胞)和成人干細(xì)胞兩種不同類別

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞有的從人類胚胎分離而來

,有些誘導(dǎo)體細(xì)胞發(fā)育而成,理論上講
,它們能分化成人體任何一種細(xì)胞。這些類器官能重現(xiàn)器官形成最初數(shù)周和數(shù)月的發(fā)育過程
,幫助研究人員識別出發(fā)育過程中的各種差錯,如導(dǎo)致腸道某些重要細(xì)胞缺乏的基因突變等
。“你能在培養(yǎng)皿中親眼目睹這種先天性缺陷的形成過程
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">!泵绹列聊翘醿和t(yī)院發(fā)育生物學(xué)家詹姆斯·威爾斯說。

來自誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的類器官

,還能為神經(jīng)科學(xué)研究提供發(fā)育模型。如研究人員借助類大腦
,揭示了寨卡病毒攔截并殺死神經(jīng)前體細(xì)胞的過程,從而掌握了該病毒減緩大腦發(fā)育
、導(dǎo)致新生兒小頭癥的機(jī)制

還有一些類器官利用成體干細(xì)胞獲得。雖然與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞相比

,來自這類干細(xì)胞的類器官結(jié)構(gòu)更加簡單
,但仍然為器官研究提供了有力工具
。通過這種方法獲得的肝
、胃
、小腸和胰等類器官,能用來研究遺傳差異對器官功能的影響
,測試人體對新藥的反應(yīng)。

移植人體還要再等 10 年目前

,已經(jīng)有一種類器官顯示出在測試藥物作用機(jī)理中的臨床價值。荷蘭干細(xì)胞生物學(xué)家漢斯·克萊夫斯和同事,利用從囊性纖維化患者身上提取小腸細(xì)胞
,培育出小腸類器官,對福泰制藥公司開發(fā)的一種新藥進(jìn)行了測試
,發(fā)現(xiàn)新藥能將小腸黏膜的鹽和水的吸收功能,恢復(fù)到健康腸道一樣的水平
,且沒有引起炎癥反應(yīng)
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">?巳R夫斯表示
,他們已經(jīng)培育出 7 個小孩的類腸模型,并基于這些類腸器官的測試結(jié)果
,為他們制定了最有效的個性化藥物方案。

研究人員還希望

,將類器官植入人體,用于修復(fù)受損器官
。已有研究將微型肝臟和小腸植入小鼠體內(nèi),觀察其發(fā)育情況
;還有人使用實驗室培育的迷你組織
,治療早產(chǎn)兒因感染導(dǎo)致的腸道損傷,并計劃在患者腹部培養(yǎng)一個類腸道后
,再接入體內(nèi)腸道

但因類器官研究和運(yùn)用的標(biāo)準(zhǔn)化問題還有待解決

。威爾斯表示
,雖然 10 年前人類無法想象在實驗室培育出如此眾多的類器官
,但類器官“住”進(jìn)人體,實現(xiàn)人體移植運(yùn)用
,可能至少還需再等 10 年。

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