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美科学家称将开始进行人类移植猪组织试验

夕阳红 2024-03-15 22:31:45

美科学家称将开始进行人类移植猪组织试验

据报道,美国科学家日前表示,世界掀起了医学革命的高潮,用不了多久,我们就可以把转基因猪的组织移植给人类,用来治疗一系列人类疾病。相关试验将在未来2到3年内开始,届时将利用特殊培育的猪产生的组织,给数百万名糖尿病、大脑疾病和失明患者进行治疗。

把猪组织移植给人类,用来治疗糖尿病、帕金森氏症和失明的试验“即将进行”,但是实体器官移植(心脏、肾和肝移植)仍需要“几年时间才能变成现实”。

不过一名英国专家向他们的这一发现发起挑战,他表示,这种移植存在的安全问题仍 “未解决”。人们担心逆转录酶病毒会通过猪传染给人类,引起新型疾病暴发,艾滋病毒就是通过不同物种间的交叉感染传播开来的。在对异种移植(把动物的组织和器官移植给人类)的评论过程中,匹兹堡大学托马斯-斯塔兹尔器官移植研究所的专家称,该技术已经取得“巨大进步”。剑桥的一家小生物科技公司“imutran”在20世纪90年代中期成为世界第一家把猪的心脏移植给猴子的公司,出现的免疫系统排异问题证明,手术比预想的更加困难,担心安全问题对动物器官移植的狂热支持者也是一个沉重打击。

经过10年的发展,现在的关注焦点是移植细胞和组织,而非整个器官,例如为糖尿病患者移植胰腺干细胞,为帕金森氏症患者移植脑细胞,为盲人移植眼角膜。这项移植技术目前仍存在一些问题,其中包括移植细胞丧失、血液凝块和其他排异问题。不过很快就会出现新型转基因猪,它们能够克服这些问题,使人类移植组织试验“即将进行”。

为什么人类的器官移植要使用猪,而不用与人更接近的黑猩猩?

在用猪器官移植之前,科学家们最先找上的动物的确是黑猩猩,因为人类与黑猩猩的基因相似度约为98.5%,而且二者之间还能互输Rh阳性血。

因此从1961年开始,美国外科医生Keith

Reemtsma就将黑猩猩的肾脏移植到13名患者身上,不幸的是,这些人在移植后都出现了急性排斥反应,最多不到9个月就去世了。更加恐怖的是,1981年,人们发现黑猩猩的基因里,携带有艾滋病病毒,而目前艾滋病毒已知的4种病株,均来自喀麦隆的黑猩猩及大猩猩,因此猩人实验也就此终止。

而猪之所以能够成为人类器官供体,一方面是因为猪的生长周期短,一岁大小的猪就能为成年人提供合适的器官;另一方面,猪的器官结构、大小和人类的非常接近,移植后能给人提供合适的动力。此外,比起人类和黑猩猩体内复杂的基因来说,猪的基因编码相对简单,更方便人们找出与人类不相容的基因,2015年,哈佛大学科研团队就提出CRISPR-Cas9的基因剪刀技术,成功培育出15头能供人体器官的猪。有了这项技术,人和猪就能完美结合,病人再也不用为等一个器官就耗尽一生了。是人和猪的器官大小非常接近。其次猪在当时并没有显现出任何能传给人的疾病。

医学家们却先后遇到两道难关,一个还是排斥反应,器官被移植到人体内,两方的细胞初次见面难免会打架。

另一个是随着医学家的深入研究才发现,猪其实有毒啊!猪的基因中含有64个内源性逆转录病毒基因,这些病毒基因对猪没有威胁,但对人却是各个致命。

人-猪嵌合体的产生,有朝一日可能有助于器官移植

人类干细胞被注入猪胚胎的图像。由胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特(Juan Carlos Izpisua Belmonte)提供。) 在实验中旨在寻找在动物体内生长新人类器官的方法,研究人员最近成功地制造出包含猪、人和猪细胞的胚胎。

这些所谓的人-猪嵌合体(仅包含少量人细胞)在终止妊娠前在母猪体内发育数周,根据一项新的研究,

“最终目标是生长功能性和可移植的组织或器官,但我们离那还很远,”研究研究员胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特(Juan Carlos Izpisua Belmonte)在一份声明中说,他是加利福尼亚州拉荷拉市索尔克生物研究所基因表达实验室的教授这是一个重要的第一步。

利用人-动物嵌合体的实验是有争议的,但去年夏天,美国 *** 表示计划取消一项禁止使用联邦资金进行此类研究的禁令。支持这项研究的人还说,人-动物嵌合体可以带来更好的研究人类早期发育和人类疾病的方法,以及改进在特定条件下测试新药的方法。[ 3个已经存在的人类嵌合体]“KdSPE”人类动物嵌合体“KDSPs”是一个由两个或多个个体组成的单个生物体,即它包含两套DNA,其编码在其内部某处制造两个独立的生物体。在这项新研究中的人-动物嵌合体中,胚胎主要含有动物细胞,而人类细胞的数量相对较少。为了制造胚胎,研究人员在动物胚胎发育的早期将人类干细胞注射到动物胚胎中。

是一种鼠-鼠嵌合体。从大鼠干细胞中提取的细胞在小鼠胚胎发育中的心脏中富集。(胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特)在这项新的研究中,研究人员首先对啮齿动物进行实验,看看它们是否能制造出含有一些老鼠细胞的老鼠。研究人员将大鼠干细胞注射到小鼠胚胎中,发现胚胎确实发育成小鼠,大鼠细胞存在于全身器官中,包括胰腺、肾脏、肺和心脏。总的来说,大鼠细胞在各个器官的细胞中只占很小的一部分,通常不到10%,而小鼠细胞则占其余部分。

有趣的是,研究人员指出,他们也在小鼠胆囊中发现了大鼠细胞,尽管大鼠本身没有胆囊。现代老鼠的祖先在1800万年前停止了胆囊的发育,那时老鼠从老鼠进化中分化出来。研究人员说,这一发现表明,理论上,老鼠确实有能力产生胆囊,但在这些动物身上进行这种发育的基因程序受到抑制。

接下来,研究人员试图删除老鼠胚胎中的某些基因,包括制造心脏的关键基因,胰腺和眼睛。这一次,当科学家引入大鼠干细胞时,大鼠细胞能够弥补这些缺失,所以小鼠仍然发育出这些器官。[实验室中生长的11个身体部位]

实验在猪的 中,研究人员接着使用猪胚胎和人类干细胞。科学家们使用了被称为人类诱导多能干细胞的细胞,这些细胞是“成人”细胞,经过重新编程,使它们在早期发育时类似于细胞;它们有可能在体内形成任何组织。尽管如此,即使是这些诱导的多能干细胞也经历了不同的发育阶段,这些实验中的一个挑战是找出哪种形式的干细胞在猪胚胎中存活得最好,研究人员说:

研究人员最终发现,这些干细胞的“中间”形式在猪胚胎中生长得最好。科学家们植入了嵌合体研究人员在猪胚胎中检测到人类细胞,但人类细胞只贡献了这些胚胎中总细胞的很小一部分。但研究人员说,这可以被认为是一个好消息;一些人一直担心人与动物的嵌合体可能“太人性化”,特别是如果人的细胞对动物的大脑有贡献。

在新的研究中,然而,人的细胞并没有成为脑细胞的前体;相反,研究人员说,它们开始发育成肌肉细胞和其他器官的细胞。

下一步的研究将是找出一种方法,引导人类细胞在猪体内形成特定的人体器官,Izpisua Belmonte说。

这项研究发表在今天(1月26日)的《细胞》杂志上。

昨天,另一组研究人员也报告说,他们创造了鼠-鼠嵌合体,并能够在大鼠体内生长功能性的鼠胰腺。

是关于生命科学的原始文章。

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