» 科學(xué)突破：小鼠體內(nèi)長(zhǎng)出活的人體肝臟！(島國(guó)新技術(shù)，牛頭人指日可待？)
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自1981年發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞以來(lái)，還沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室成功利用多能干細(xì)胞構(gòu)建能血管化的復(fù)雜器官。主流觀點(diǎn)認(rèn)為，要在體外重塑器官發(fā)育時(shí)的細(xì)胞間相互作用是不現(xiàn)實(shí)的。然而，日本橫濱市立大學(xué)的研究小組沖擊了這一觀點(diǎn)：他們利用人類(lèi)誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(iPSCs)在體外培育了簡(jiǎn)單的人類(lèi)肝臟，移植到小鼠體內(nèi)后，這些肝臟成功血管化并正常行使功能，研究結(jié)果日前發(fā)表在《自然》上。
此前，全球有不少實(shí)驗(yàn)室一直致力于在三維塑料支架的幫助下，利用病人自身的細(xì)胞培育器官。武部貴則(Takebe Takanori)和橫濱市立大學(xué)的同事嘗試了別的策略：他們讓細(xì)胞自己構(gòu)建支架。倫敦國(guó)王學(xué)院的干細(xì)胞科學(xué)高級(jí)講師達(dá)斯克•伊里奇(Dusko Ilic)評(píng)論稱(chēng)，武部小組選擇的策略非常有前景。
研究者將人體皮膚細(xì)胞誘導(dǎo)成多能干細(xì)胞，使其分化為早期肝細(xì)胞，并與其他兩種對(duì)肝臟發(fā)育極其重要的細(xì)胞混合：一種是用于構(gòu)建血管的人類(lèi)臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUMECs)，另一種是用于連接組織的人類(lèi)間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)。很快，這些細(xì)胞開(kāi)始自組裝成肉眼可見(jiàn)的立體細(xì)胞團(tuán)。5天之后，培養(yǎng)皿里的景象讓武部完全驚呆了：細(xì)胞團(tuán)組裝成了一個(gè)微小的三維結(jié)構(gòu)，像一個(gè)縮小版的肝臟一樣運(yùn)作。這種微小的肝臟只有大約5毫米長(zhǎng)，卻在逐漸形成自己的血管。武部把這個(gè)小東西稱(chēng)為“肝芽”(Liver buds)。
隨后，研究者把肝芽異位移植到免疫缺陷的小鼠身上。在48小時(shí)之內(nèi)，肝芽就快速地與小鼠的血管連接。大約10天之后，肝芽開(kāi)始正常運(yùn)作。利用基因芯片，研究者分析了83種已知在肝臟發(fā)育過(guò)程中連續(xù)上調(diào)的基因，發(fā)現(xiàn)在利用誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞培育的肝芽中，這些基因的表達(dá)譜與在人類(lèi)胎兒肝細(xì)胞發(fā)育成的早期肝組織中相近。
為了檢驗(yàn)肝芽的藥物代謝活性，研究者還對(duì)被植入肝芽的小鼠使用酮洛芬和異哇胍兩種藥物——這兩種藥物在人類(lèi)和小鼠中的代謝途徑是不同的。在用藥后，研究者在小鼠的尿液和血清樣本中檢測(cè)到了人類(lèi)特異性的代謝產(chǎn)物。進(jìn)一步的代謝組實(shí)驗(yàn)表明，移植到小鼠體內(nèi)的肝芽與成人肝臟具有代謝上的相似性。這些結(jié)果表明，移植到小鼠體內(nèi)的肝芽正在發(fā)揮人類(lèi)肝臟的功能。
后續(xù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)使用更昔洛韋誘導(dǎo)的肝衰竭小鼠進(jìn)行肝芽移植后，肝衰竭小鼠的存活率相對(duì)于對(duì)照組有明顯提高。上述研究結(jié)果共同證明，利用誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞制備出的人類(lèi)肝臟，的確具備真實(shí)的肝臟功能。
這是科學(xué)界首次用誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(iPSCs)培育出具有功能的人類(lèi)器官，許多同行都對(duì)武部貴則小組的研究表示贊許。哈佛干細(xì)胞研究所的喬治•丹利(George Daley)稱(chēng)這是一場(chǎng)偉大的進(jìn)步。愛(ài)丁堡大學(xué)的干細(xì)胞學(xué)家斯圖爾德•福布斯(Stuart Forbes)表示這些成果非常鼓舞人心。倫敦大學(xué)學(xué)院的克里斯•梅森(Chris Mason)則指出，iPS肝芽的最大價(jià)值可能在于促進(jìn)藥物改良：武部的研究數(shù)據(jù)可能幫助開(kāi)發(fā)者更好地預(yù)測(cè)病人對(duì)藥物的代謝過(guò)程，以更早地檢測(cè)出不必要的藥物副作用。
雖然武部的研究令人驚喜，但也只是非常初步的結(jié)果。許多學(xué)者都提到，在將這種方法引入臨床治療之前，還需要進(jìn)行大量的深入研究。目前這些微型肝臟的規(guī)模太小，結(jié)構(gòu)也并不完整——這些肝芽沒(méi)有膽管。武部貴則強(qiáng)調(diào)，最重要的一步是令肝芽發(fā)育到足夠移植進(jìn)人體。目前需要的是建立新的自動(dòng)化培養(yǎng)系統(tǒng)，使得肝芽的大量制備成為可能。從實(shí)驗(yàn)室走到臨床應(yīng)用，研究者估計(jì)大約還需要十年時(shí)間。
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網(wǎng)友評(píng)論2013-07-08 13:40
點(diǎn)擊代替小白鼠 
網(wǎng)友評(píng)論2013-07-08 14:45
太兇殘了 日本拿諾貝爾獎(jiǎng)人那么多不是沒(méi)道理的
網(wǎng)友評(píng)論2013-07-08 14:47
下一步就是豬身上了把…… 豬通過(guò)了就可以用于人類(lèi)了
網(wǎng)友評(píng)論2013-07-08 14:49
以前老鼠身上長(zhǎng)出人耳朵的那個(gè)項(xiàng)目不是因?yàn)槿说涝虮煌Ｖ沽嗣?怎么現(xiàn)在又出來(lái)個(gè)肝臟的。。。。
網(wǎng)友評(píng)論2013-07-08 14:53
Reply Post by 譯心譯意 (2013-07-08 13:40):
點(diǎn)擊代替小白鼠
網(wǎng)友評(píng)論2013-07-08 15:00
島國(guó)的科技走向越來(lái)越科幻了
網(wǎng)友評(píng)論2013-07-08 15:01
