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“器官工厂”在走近?

2013/08/14

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      猪等动物也能成为培育人体器官的“器官工厂”。多年来,作为移植用器官的来源,在猪等动物的体内培育人类肝脏和胰脏等器官的研究一直备受关注,但人们一直认为实现还遥遥无期。可是,随着日本京都大学教授山中伸弥开发的iPS细胞的面世,形势正发生着重大的转变。目前,日本政府已经批准利用动物胚胎(受精卵)和iPS细胞来培育人类器官的研究。

 

  8月1日,日本政府下属综合科学技术会议所属的生命伦理专业调查会召开会议。会议汇总了各方意见,决定批准通过制作“动物性集合胚”(即在动物胚胎中加入人类细胞),在动物体内培育人类器官的研究。今后,日本文部科学省将启动研究方针的修改工作。

  利用动物性集合胚进行的研究大致是如下的顺序。首先将猪的受精卵进行基因重组,使其无法生成特定的某个器官,然后将该受精卵培育成胚胎,并在其中植入人类iPS细胞等,制作动物性集合胚。随后再将其移植回猪的子宫内,由此诞生的猪就将携带人类的器官。等猪长大后取出所需器官移植给患者。

  作为再生医疗的第一人,东京大学的中内启光教授在“器官工厂”研究领域领先一步。约3年前,中内教授在无法长出胰脏的老鼠胚胎中植入小白鼠的iPS细胞,然后移植到雌性老鼠体内,培育出了携带小白鼠胰脏的老鼠。

  今年2月,中内教授又宣布在猪体内培育其他猪的胰脏的实验取得成功。首先,通过基因重组培育了没有胰脏的猪。然后利用克隆技术将这种猪的细胞培育成胚胎,再在胚胎中植入正常猪的胚胎细胞,并将胚胎移植到作为代孕母体的猪子宫内。

     该母体猪生下的小猪本来应没有胰脏,但来自于正常猪的细胞生成了胰脏。小猪生长正常,胰脏功能和繁殖能力都没有出现问题。

  作为条件之一,用于植入的细胞需要具有可成长为各种细胞和组织的多功能性。中内教授今后将启动利用人类iPS细胞在猪体内培育人类胰脏的研究。他还表示,“接下来将考虑培育肾脏和肝脏等”。

  目前,包括治疗眼睛疑难病的临床研究等,采用iPS细胞的再生医疗的临床研究已经全面展开。不过,凭借目前的技术,培育肝脏和胰脏等复杂的立体器官依然存在难度。因此,研究人员想到,如果利用动物由受精卵成长为成体的机制,也许可以更容易的培育出人体器官。

  除了利用动特性集合胚的方式之外,“器官工厂”的发展性研究也被推进。

  日本自治医科大学的花园丰教授等人培育出了携带人类血液成分的绵羊,在日本栃木县真冈市的农场,现在饲养着5头这样的绵羊。

  将人类制造血液的造血干细胞在绵羊妊娠后的大约第50天移植给绵羊胎儿,这样就诞生了携带人类血液的绵羊。因为出生前的绵羊胎儿的免疫功能很弱,即使植入人类的细胞,也不会产生排斥反应。教授等表示,作为逐渐面临短缺的人体输血用血液,力争在5年以内投入实际应用。

  自治医科大学的客座教授小林英司等人则从小白鼠体内提取肝细胞,然后移植给免疫功能不全的老鼠。并人为让该老鼠本身的肝细胞在成长过程中逐渐死亡。结果培育出了一种“混合型”肝脏。该肝脏的血管来自老鼠本身,而其他大部分的细胞则来自小白鼠。

  “器官工厂”的研究正逐步朝着实际应用推进,但也面临一些问题。
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