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世界首个大鼠生物肢体培育成功

来源:环球时报
摘要:据英国《每日邮报》近日报道,在人造肾脏、肝脏、心脏先后获得成功后,科学家们再次向人工生物肢体发起冲击并取得了突破。日前,美国麻省总医院(MassachusettsGeneralHospital,简称MGH)研究人员发现了一种构建人工生物肢体的方法,并用这种方法成功培育出一个具有血管和肌肉......

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据英国《每日邮报》近日报道,在人造肾脏、肝脏、心脏先后获得成功后,科学家们再次向人工生物肢体发起冲击并取得了突破。日前,美国麻省总医院(Massachusetts General Hospital,简称MGH)研究人员发现了一种构建人工生物肢体的方法,并用这种方法成功培育出一个具有血管和肌肉组织的大鼠前肢。此外,他们还提供证据表明,同样的方法也适用于培育灵长类动物的肢体。此次研究可被看作是人类向人工生物肢体再造和移植迈出的第一步。

领导此项研究的麻省总医院再生医学专家哈拉尔德·奥特(Harald Ott)表示,这样的肢体包括肌肉、骨骼、软骨、血管、肌腱、韧带和神经,它们每一个都必须重建,这个过程需要一种特殊的支撑结构。研究表明,他们能够借助这种支撑结构,培育出新的组织并恢复其中的血液循环和肌肉运动。

在英国,有6万人因疾病或事故失去肢体,虽然假肢技术越来越先进,但在功能和外观上仍然有很多不足之处。在过去的20年中,有一些患者选择了供体手部移植,这样虽然能显著改善患者的生活质量,但却面临终身接受抗免疫治疗的风险。而新技术所需细胞可以由患者自身细胞培养,借助特殊的基质支架就能生长出适当的组织,免去出现排异反应的危险。

新研究采用了一种脱细胞技术。首先通过一种特殊的溶解剂去除器官或肢体中的脂类、DNA、可溶性蛋白质、糖和几乎所有其他细胞物质,最后仅留下一个胶原蛋白、层粘连蛋白及其他结构蛋白构成的支架结构。之后,再通过干细胞技术向这些框架结构中填充所需的细胞。经过一段时间的培养后,这些细胞和框架就能生长成所需的器官或者肢体。在此之前,奥特医生已领导团队使用这种技术成功培育出人工肾脏、肝脏、心脏以及肺。但用来培育人工生物肢体,这还是第一次。

在新的实验中,移植到受体动物身上的生物工程前肢的血管系统,在手术后迅速充满了血并成功实现了循环。奥特和他的团队对这种人工肢体的功能进行了测试,结果表明其肌肉纤维在电刺激下可实现收缩,并具有一定的强度。使用同样的方法,研究人员在狒狒前臂上也实现了脱细胞化的过程,这表明这种方法在像人类这样的尺度上也是可行的。

目前,奥特医生已使用此技术培育了十几个类似的人工生物假肢,并且开始转向培育灵长类动物--狒狒--小臂。然而,他表示还有很多工作要做,距离真正培育出可供实体测试的、人类的人工生物手臂还需要数十年的努力。

此前,一项更为简单的类似技术被应用于培育更为简单的器官--人造气管。尽管首位接受人造气管移植的患者仍然活着,但已有两人不幸去世,另有一人处于特护状态。

作者: 2015-6-5
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