英科学家将利用胚胎干细胞3D打印人体器官,日本

日期:2019-09-20编辑作者:农业资讯

日本研究人员在世界上首次通过将人类干细胞植入大白鼠胚胎而培育出人体肾脏组织,这一成果可望帮助解决肾脏移植供体不足的问题。

英科学家将利用胚胎干细胞3D打印人体器官

核心提示:日本自治医科大学和京都大学的联合研究小组日前宣布,他们开发出一种新的活体肝脏移植方法,可大大减轻肝脏提供者的身体负担。日本自治医科大学和京都大学的联合研究小组日前宣布,他们开发出一种新的活体肝脏移植方法,可大大减轻肝脏提供者的身体负担。肝脏移植是指采用外科手术的方法,切除患者已经失去功能的病肝,然后把一个有活力的健康肝脏植入患者体内的过程。在活体肝脏移植手术中,通常要切下肝脏提供者半个肝脏,因此会对他们的健康产生负面影响。日本研究人员开发的新方法是在实施活体肝脏移植手术过程中,从肝病患者骨髓中提取间质干细胞,注入已切取的供移植用肝脏的血管内,然后再移植到患者体内。研究人员说,间质肝细胞具有促进肝脏再生的功能,因此所需移植的肝脏不需要像过去那么大。采用这种方法进行活体肝脏移植手术,一般只需要切取肝脏提供者三分之一左右的肝脏,大大减轻他们的身体负担。研究人员利用这种方法对老鼠和猪等动物进行了实验,获得了成功。研究人员说,他们将于今年5月接受京都大学伦理委员会的审查。如果获得该委员会批准,他们将向日本厚生劳动省提出申请,将这种新方法用于临床治疗。

据日本《每日新闻》10日报道,日本东京慈惠会医科大学和自治医科大学的研究人员从人体骨髓液中提取干细胞,将其植入11天半大的大白鼠胚胎内可能长出肾脏的部位。此时,大白鼠胚胎内脏器尚未形成,免疫机能也未启动,对外来组织的排异反应很弱,便于人体干细胞迅速分裂和生长。

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研究人员发现,被植入大白鼠胚胎两天后,人体干细胞就分化为承担肾脏主要功能的丝球体和尿细管。研究人员确认,这些肾脏组织已经具备从血液中过滤出尿液的能力。

北京时间2月7日消息,据国外媒体报道,科学家离培育重要器官又近一步,不久可能使从人到人的移植成为历史。专家已研发出三维打印技术,可用胚胎干细胞制造人体组织。这种由爱丁堡赫瑞-瓦特大学开发出的方法意味着病入膏肓的病人可轻易获得肝脏、心脏和其他器官。

他们把生成的丝球体和尿细管移植到其他大白鼠腹腔中覆盖腹部器官的大网膜内,结果新的血管开始朝着丝球体的方向延伸。植入的组织最终发育成只有普通大白鼠肾脏十分之一大小的人体肾脏组织。

科学家已用这种方法培育出骨髓和皮肤。但他们也开始努力研究可能变成一种新器官的更微妙胚胎细胞结构。他们在实验中用一个可调节“微型阀”制造多层人类胚胎干细胞。改变喷嘴直径可准确控制分配细胞的速度。这些新的打印胚胎细胞保留了变成其他任何细胞类型的能力。研究人员相信他们最后能用这项技术培育器官,排除器官捐赠的需要以及出现免疫抑制和移植排斥等问题的可能性。

研究人员认为,这项技术成熟后,可以将重症肾功能衰竭患者的骨髓干细胞植入猪等体格较大的动物的胚胎内,在干细胞分化成肾脏组织后再植回患者体内。等大网膜内的血管延伸到移植组织后,这些组织就能过滤尿液。这样,患者既不需要人工透析,也不必等待肾脏捐献者。

威尔-休博士和他的科研团队正和英国中洛锡安郡干细胞技术公司Roslin Cellab密切合作。他说:“据我们所知,这些细胞被3D打印出来尚属首次。这项技术将使我们制造出更精确的人体组织模型。从长远来看,我们设想这项技术得到进一步发展,可用患者自己的细胞为医疗植入制造出可用的3D器官。这是第一步。这是把细胞变成你想要器官的干细胞技术的巨大进步。在我们看来,为了最后培育出你想要的任何组织或器官,最好是先精通这项技术。”

研究人员同时指出,移植组织时怎样避免受到异种动物体内的病毒感染是今后有待解决的课题。

3D打印技术已被用于建造建筑模型和制作衣服。科学家用多层活细胞制造血管等结构对这项技术进行研究。专家相信只需10年就能用上第一批器官。克隆技术可制造胚胎干细胞或具有胚胎干细胞特性、含有患者遗传编程的细胞。用这样的细胞制造出的人造组织和器官可被植入患者体内,而且不会引发一个危险的免疫反应。

Roslin Cellab公司业务发展经理詹森-金表示:“这是世界上最早的人体胚胎干细胞打印,同时也是我们和赫瑞-瓦特大学密切合作的延续。正常情况下,我们可用2D技术培育出实验室细胞,但有些细胞类型已用3D打印出来。但迄今为止,人体干细胞过于敏感,所以还不能做到这一点。这是我们希望实现的科学发展。我们认为它对可靠的无动物成分药物测试具有非常重要的长远意义。从长远看,我们希望它会根据需要为移植提供器官,而不再需要捐赠,也不会出现免疫抑制和器官排斥等问题。”

英国现在有一万多人需要器官移植。每年器官捐赠可挽救约1000个生命,但同时也有1000人死亡。患者为救命手术不得不等待长达3年半的时间。一个典型的肾脏患者要为替换器官等上1168天。心脏患者的等待时间明显短,需253天。肝脏患者更短,只有142天。数据显示,截止2012年3月,英国国家医疗服务体系器官捐赠登记表共有18693549人。

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