据物理学家组织网报道,美国威克弗里斯特大学浸信医学中心再生医学研究所的研究人员在实验室培植替代肝脏方面取得了重要突破。他们首次利用人类肝细胞成功制造出功能齐全的微型肝脏,尽管目前仍处于早期阶段,但意义重大。下一步计划是将这种肝脏移植到动物体内,观察其是否能够继续正常工作。
这项研究成果将于31日在波士顿美国肝病学会年会上公布,其最终目标是为需要进行肝移植的患者提供替代肝脏,解决捐献肝脏供不应求的问题。此外,这种肝脏还可用于新药试验。再生医学教授和项目主管沙伊·索科尔表示:“这项研究的前景令人兴奋,但目前仍处于初级阶段,在造福患者之前,还有许多技术障碍需要克服。我们不仅要学会一次培植出数十亿个肝细胞,以便制造可移植的肝脏,还必须确定这些器官在患者体内的安全性。”
该研究的第一作者佩蒂罗·巴比蒂斯塔指出,这是首次利用人类肝细胞在实验室中培植肝脏。他说:“我们希望被移植到动物或患者体内后,它们能像在实验室里一样正常工作。”为了制作这种器官,科学家使用一种清洗剂将动物肝脏上的所有细胞清除(这一过程称为整体器官脱细胞),仅保留胶原质“支架”或支撑结构。随后,用两种人类细胞——未成熟肝细胞(起源细胞)和内皮细胞——取代原有细胞。
利用肝脏内的大脉管(连接一系列更小脉管)将这些细胞植入肝脏支架。经过整体器官脱细胞过程,脉管网络保持完好。接着,将肝脏放入生物反应器中,该仪器为整个器官提供恒定流量的营养液和氧气。在生物反应器中培养一周后,科学家证实其形成了人类肝脏组织,并产生了相关功能。随后,他们对生物工程器官内部的细胞生长情况进行详细观察。此前,利用动物细胞制作肝脏的能力已得到证实,但能否利用人类细胞制作功能健全的肝脏尚不清楚。
研究人员表示,这项研究揭示了一种整器官生物工程学方法,结果可能证明该技术不仅对治疗肝病至关重要,对肾脏和胰腺等器官的生长也具有重要意义。威克弗里斯特大学浸信医学中心再生医学研究所的科学家参与了该项目及其他组织与器官研究项目,并正在研发用于恢复器官功能的细胞疗法。生物工程肝脏还可用于评估新药的安全性。巴比蒂斯塔说:“这更接近于人类肝脏中的药物代谢模拟,而该过程在动物体内很难再现。”