美国密执安大学研究人员近日宣布,他们在实验室内成功培养出能够持续产生红血细胞和白血细胞的人造骨髓。这一里程碑式的成果有望大幅简化药物检测流程、推动免疫系统缺陷研究,并为临床上源源不断地供应输血用血液提供全新可能。
研究项目负责人、密执安大学化学工程系、材料科学和工程系和生物医学工程系教授尼古拉斯·库图夫表示,该人造骨髓生长在一种三维栅格支架上,能够模仿人体组织产生骨髓的微环境。然而,与大多数三维生物医学支架类似,带有栅格支架的人造骨髓整体尚不能直接用于人体移植,目前仅在试管中发挥作用。
库图夫强调:“这是首次成功获得人造骨髓,它具备了骨髓的两大核心功能:复制血液干细胞和生成B细胞。”B细胞是一种重要的白细胞,能产生抗体以抵抗细菌感染以及识别并攻击外来或异常细胞(包括某些癌细胞)。血液干细胞则负责生成红细胞、白细胞和血小板等各类血细胞。
骨髓是人体内极为复杂的组织。研究团队成功的关键在于设计并制造了具有大量标准尺寸微孔的三维栅格支架。这种支架由通透的高分子材料制成,营养成分可轻易穿过,微孔则能有效促进细胞间的相互作用。制造过程首先将微小的圆球与高分子材料共同成型,随后溶解圆球,最终得到具有完美几何形状的栅格支架。
在将骨髓基质细胞和造骨细胞“播撒”到栅格支架上之后,研究人员收获了人造骨髓。为了验证其功能,团队将其移植到存在免疫缺陷的实验鼠体内,结果实验鼠成功产生了人体免疫细胞。
临床上,用于癌症化疗的药物常会抑制骨髓功能,导致患者更易感染。库图夫指出,新的人造骨髓能让研究人员更直观地评估不同药物变体对骨髓功能的影响,从而在药物进入临床试验前发现其严重副作用,加速安全新药的开发进程。(记者 毛黎)