9月7日,种《細胞》子刊登了一項來自中國團隊的中国重突脏論文,研究將人-豬嵌合體胚胎移植至母豬體內後,团队体内成功培養出腎髒發育中間階段的破首組織,而這一組織在28天後,次猪出人順利形成了腎小管等功能結構,类肾具備了正常的种腎髒結構。
而這也是中国重突脏科學家首次實現人源功能性實質器官的異種體內再生——即在哺乳動物體內培養出可供移植的人類器官組織。
根據論文內容,研究團隊在製作人-豬嵌合體胚胎時,破首首先對豬胚胎進行基因工程,次猪出人敲除了腎髒發育過程中的类肾兩個關鍵基因,以避免外來的种人類多能幹細胞與豬細胞的競爭;其次,對人類多能幹細胞進行改造,中国重突脏表達其促生存基因,团队体内暫時關閉細胞凋亡程序,增強其競爭能力。最後,開發一種新型培養基,提升跨物種嵌合的效率。
隨後,通過上述改造的嵌合胚胎被移植進13隻母豬體內,其中6隻成功受孕。研究人員在第25天終止妊娠,取出了兩枚嵌合體胚胎,在第28天則取出了三枚嵌合體胚胎。
分析結果顯示,這些胚胎成功培養出了中腎,也就是腎髒發育過程中的第二個階段。這些中腎的人源細胞比例最高達70%,具有正常的結構,且已形成中腎小管和輸尿管芽(後者最終會發育為連接膀胱的輸尿管)。
紅色熒光區域為胚胎中的人源腎髒細胞
事實上,在器官移植領域,異種器官移植和器官異種再生一直是兩個備受關注的解決方案——前者已有豬心髒、豬腎髒移植人體的手術,後者也開始進行相關實驗。
由於豬的腎髒、心髒等器官的組織結構、生理功能都與人體器官相近,其向來被視為異種器官移植供體的最佳動物之一。在飽受關注的同時,也出現了不少質疑。
此次研究的團隊就表示,在母豬體內發育的胚胎中,人源細胞主要存在於他們構建的腎髒生態位中,胚胎的其餘部分仍由豬細胞組成,其生殖脊中也沒有發現人類細胞,也就是說人類多能幹細胞並沒有分化成生殖細胞——這就從倫理上證明了該方案的可行性。
研究人員也在論文最後寫道,要實現用於人體器官移植的最終目標,除了上述倫理問題,還需要解決豬胚胎發育失敗率高、器官免疫排斥等問題。
采寫:南都記者 楊博雯