用动物造就人体器官初获希望

 
 
用动物造就人体器官初获希望  
 

啮齿类动物嵌合体尝试，如这只老鼠胚胎中含有大鼠心脏细胞。图片来历：BELMONTE LAB

本报讯 由于人类器官的恒久短缺，研究人员把眼光转向农场里的动物。几家生物技能公司正在对猪举办基因工程改革，旨在使它们的器官与人体越发相容。然而一些科学家正在寻求一种完全差异的办理方案——在猪、羊或其他动物身上培养完整的人体器官，然后再收获这些器官用于移植。

这个想法在生物学上令人生畏，在伦理上也令人担心。但一些研究小组正在攻陷一个要害的障碍——让一个物种的干细胞在另一个物种的胚胎中茁壮生长。

日前，一个美国组织在一份预印本中陈诉说，他们已经在猴子胚胎中培养出黑猩猩干细胞。而日本最新放宽的礼貌勉励研究人员开展尝试，提高啮齿动物和猪胚胎中人类细胞的存活率。

美国俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学生物伦理学家Insoo Hyun暗示，这项研究正在认真任地举办。新的黑猩猩—猴子嵌合体等尽力代表着“向前迈出的小步，科学家在一边事情一边收集数据”。他说，“我认为这是一种明智的做法。”

最终，研究人员设想将一小我私家的细胞从头编程，使其处于原始发育状态，从而可以形成大大都组织，并将这些诱导多醒目（IPS）细胞注入另一个物种的胚胎中。胚胎将被植入一个代孕动物的子宫内，并答允其作为一个器官供体发育至正常巨细。

IPS细胞可以来自期待移植的人体。而另一种潜在的更快、更自制的方法是人类器官可以提前从其他捐赠者的细胞中发展出来，与要害的免疫信号卵白相匹配，从而防备排出回响。

迄今为止，这一想法只在啮齿类动物身长举办了建模。2010年，东京大学干细胞生物学家Hiromitsu Nakauchi和他的团队陈诉说，在无法形成自身胰腺的小鼠体内正在发展大鼠胰腺。2017年，Nakauchi及其同事通过移植发展在大鼠体内的可以或许发生胰岛素的小鼠胰腺组织治愈了小鼠的糖尿病。

然而，在啮齿类动物身上取得的乐成却没有在体型较大和进化干系较远的动物中浮现出来。

2017年，细胞生物学家Jun Wu和他的同事在加利福尼亚州圣地亚哥市索尔克生物学研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte尝试室陈诉称，他们把人类IPS细胞打针进猪胚胎，并将后者植入母猪体内，功效约莫一半的胎儿发育不良且发展迟钝。而那些正常巨细的胎儿在怀胎1个月后便只携带有很少的人类细胞了。

今朝就职于达拉斯市得克萨斯大学西南医学中心的Wu，已经在尝试室的造就皿中摸索了人类干细胞如何与非人灵长类动物、大鼠、小鼠、绵羊和奶牛的干细胞彼此浸染。他发明白一个被其称之为“很是令人欢快的现象：差异物种细胞之间的竞争”。

与亲缘干系较远的动物细胞竞争时，人类细胞往往会灭亡，研究小组今朝正试图相识这一机制。“我想我们已经快找到谜底了。”Wu说。

然而竞争并不是独一的问题。灵长类动物的IPS细胞也比早期乐成的嵌合体尝试中利用的“原始”啮齿类动物干细胞发育得更先进。因此，它们在嵌合胚胎中存活的大概性更小，Nakauchi说，他在加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学也有一个尝试室。

为了辅佐灵长类动物的IPS细胞茁壮生长，他在斯坦福大学的团队与相助者给这些细胞赋予了一种防备其灭亡的基因。在日前报道的尝试中，他们测试了这种颠末修饰的细胞在一种亲缘干系很近的灵长类动物胚胎中的表示。

为了制止引起伦理上的担心，研究小组抉择不利用人类IPS细胞。

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在这项研究中，Nakauchi的团队改革了人类明日亲黑猩猩的IPS细胞，并将其植入恒河猴的胚胎中。科学家发明，与未经修饰的黑猩猩IPS细胞对比，带有促进保留基因的IPS细胞更有大概在植入5天大的猴子胚胎的两天后存活。

Nakauchi说，很难让一个猴子胚胎在造就皿中存活高出1周，但他的团队打算在“不久的未来”将嵌合体植入恒河猴的子宫。

Nakauchi还向一个日本当局委员会提交了一份提案，要求将促进保留的基因植入人类干细胞，并将其打针到小鼠、大鼠和猪胚胎中——而不长短人类灵长类动物胚胎。研究人员但愿就像早期啮齿类动物尝试一样，人类细胞将开始形成缺失的胰腺。

他的团队将把胚胎植入代孕动物体内，并在足月前将其取出举办研究。这些提议是对日本新礼貌的劈头检讨。本年3月，日本清除了一项完全克制高出14天造就人兽嵌合体或将其植入子宫的禁令。

其他团队正在研究适合嵌合体干细胞的差异“配方”。本年1月，耶鲁大学和康涅狄格州哈姆登的Axion研究基金会的一个团队描写了用化学物质造就猴子IPS细胞的进程。本年4月，耶鲁大学干细胞生物学家Alejandro De Los Angeles陈诉称，这项技能促使人类IPS细胞的基因表达产生了雷同变革。他正在思量测试这些细胞在老鼠或其他非人类胚胎中是如何存活的。

但这些事情在美京城面对障碍。（赵熙熙）

《中国科学报》 (2019-07-11 第2版 国际)

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