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實驗室培養(yǎng)出可在大鼠體內(nèi)工作的“腎”
據(jù)《新科學(xué)家》網(wǎng)站報道，利用小鼠胚胎細胞培育出的“腎”被移植到大鼠體內(nèi)后，竟然成功發(fā)揮了正常腎臟的過濾功能，意大利和英國科學(xué)家的這一研究成果有望拉開使用病患自體干細胞培植腎臟用于治療的序幕。
實驗中，意大利馬里奧·內(nèi)格里藥理學(xué)研究所的克里斯托杜洛斯·辛納瑞斯及同事從還在母體內(nèi)生長的小鼠胚胎的腎臟中提取了細胞。這些細胞聚集成團，在實驗室中培養(yǎng)一個星期后，變成了包含腎元的“類器官”，并且這些腎元還帶有細微的腎小管。
接下來，研究團隊將這個類器官浸泡在一種名為血管內(nèi)皮生長因子的化學(xué)“湯液”中以促使血管生長；隨后再將其移植到成年大鼠的腎臟中。通過向大鼠體內(nèi)注射額外的血管內(nèi)皮生長因子，研究人員讓這個新組織在數(shù)天之內(nèi)長出了自己的血管，并形成了腎小球，也就是血液進入腎元后接受清洗和過濾的地方。
然后，研究人員又向大鼠體內(nèi)注入帶有發(fā)光標(biāo)記的清蛋白。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這個移植來的“腎”成功地將清蛋白從血液中過濾出去，這表明其大致能夠執(zhí)行真正腎臟的主要功能。
“這是世界上首個由單類細胞培育而來的腎臟組織。”辛納瑞斯說，“我們擁有了功能型的、可自行生長發(fā)育的、帶有血管的組織，它能過濾血液，并從中吸收大分子。（我們的）最終目標(biāo)是構(gòu)建人體組織。”
“這種技術(shù)還不能應(yīng)用于臨床，但它顯示了未來研發(fā)功能型腎臟的一個可行方法。”英國布里斯托爾大學(xué)的組織工程師安東尼·霍蘭德說。雖然實驗室中培養(yǎng)的組織真正可讓患者受益還需要好幾年時間，但辛納瑞斯的研究團隊認為，最新研究成果是一個重要的里程碑。
該團隊目前正在研究如何在這個“腎”上增加管道，以將尿液吸進膀胱內(nèi)。“我們現(xiàn)在可以制造帶有適用排水系統(tǒng)的腎臟。”此項研究論文的合著者、英國愛丁堡大學(xué)的杰米·戴維斯說，“但我們還沒有將其放入動物體內(nèi)實驗過。”
另一個難題是要尋找人類細胞源，并且這些人體細胞能夠表現(xiàn)得像小鼠胚胎腎細胞一樣，可以自組裝成復(fù)雜的腎臟結(jié)構(gòu)，比如腎元。戴維斯說，從正在發(fā)育的人類胚胎中提取腎臟胚胎干細胞顯然是不道德的，但現(xiàn)在也有一些潛在的細胞來源，包括從羊水或骨髓中提取干細胞，以及成人細胞，例如將皮膚細胞在實驗室中轉(zhuǎn)化成原始的腎細胞。
研究人員目前正利用人體細胞進行實驗，把它們與已經(jīng)長成為腎臟組織的小鼠細胞培養(yǎng)物結(jié)合到一起。戴維斯的小組在取自雞蛋的內(nèi)膜中培育腎臟，這使得他們能夠查看和操作整個過程。 然而，最大的挑戰(zhàn)在于是否能夠培育出足夠大的移植物以使患者受益。“我們不知道這些小的胎兒腎臟能否長得足夠大，成為（移植到）人體內(nèi)的全功能組織。”戴維斯說。
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