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种间嵌合体:需要器官移植的人们的新希望

第一项研究表明种间嵌合体作为移植器官的新来源的发展

在 Cell 上发表的一项研究中1, 嵌合体——以神话中的狮子山羊蛇怪物命名——是首次通过结合人类和动物的材料制成。 这 人类细胞 通过尖端干细胞技术将人类干细胞(具有发育成任何组织的能力)注入猪胚胎后,可以成功地看到在猪体内生长。

这项由加利福尼亚州索尔克生物研究所的胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特教授领导的研究是理解和实现生物多样性潜力的巨大突破和开创性工作。 种间嵌合体 并提供了前所未有的研究早期胚胎发育和 器官 形成。

人猪嵌合体是如何发展起来的?

However, the authors describe this process as fairly inefficient with low success rate of only ~9 percent but they also observed that human cells were seen successfully functioning when part of a human-pig chimera. Thelow success rate is mainly attributed to the evolutionary gaps between human and pig and also there was no evidence that human cells were integrating into the premature form of brain tissue. The low success rate not with standing, the observations show that billions of cells in the chimera embryo would still have millions of human cells. The testing of these cells alone (even 0.1% to 1%) would certainly be meaningful in a larger context to achieve long term understanding of interspecies chimera.

由斯坦福干细胞生物学和再生医学研究所的 Hiromitsu Nakauchi 领导的一项相关嵌合体研究也在同一时间发表在 Nature 上,该研究报告了大鼠-小鼠嵌合体中的功能性胰岛2.

围绕嵌合体的伦理讨论,我们能走多远?

然而,与种间嵌合体发育相关的研究在伦理上也存在争议,并引发了人们对此类研究在多大程度上可以进行以及在法律和社会上可接受的担忧。 这涉及道德责任和法律决策机构,也提出了几个问题。

如果我们考虑到所有的伦理问题,人类与动物的嵌合体能否诞生是不确定的。 如果它出生但不允许通过使其不育繁殖,这是否合乎道德? 此外,多少百分比的人脑细胞可以成为嵌合体的一部分也是值得怀疑的。 作为介于动物和人类研究之间的主题,嵌合体是否有可能落入一些令人不舒服的灰色区域。 由于对人类进行研究存在许多障碍,科学家们对他们自己的物种知之甚少。 这些障碍包括不支持胚胎研究、禁止任何与生殖系(变成精子或卵子的细胞)基因改造相关的临床试验以及对人类发育生物学研究的限制。

毫无疑问,科学家们将不得不在适当的时候解决这些问题,而不是回避它们。 这些努力将为进一步的研究提供基础和推进方式,这些研究在伦理上是合理的,并为“做人”提供更深入的见解。

作者明确表示,他们的目标是主要了解两种不同物种(这里是猪和人)的细胞如何混合、分化和整合,并且他们已经在发育的早期阶段分析了人猪嵌合体。

挑战重重但对未来充满希望

尽管在伦理上具有挑战性,但这项研究令人兴奋,并且标志着使用大型动物(猪、牛等)生成可移植人体器官的第一步。 器官 size and physiology is very close and similar to humans. However, if we look at the current study, the levels of immune rejection are very high as we speak. The pig contributions (cells from pig) into every organ that grows in the chimera is an extremely big challenge for any thoughts about successful organ transplantation into humans.

尽管如此,这里对未来的真正希望是能够拥有一个 移植器官的新来源 通过使用干细胞和基因编辑技术在人类中。 鉴于患者对移植的巨大需求,其中许多人在等候名单上死亡(尤其是肾脏和肝脏需求),而且还严重缺乏足够的捐赠者,这很重要,也是一个小时的需要。

Authors assert that this study shall impact other related areas of research as well. The continued development of chimeras with relatively more human tissue has implications and usefulness in studying onset of diseases in humans and for screening drugs before trials on human participants apart from understanding the differences between the species. In this study, the technology was not used for human chimeras, but theoretically speaking a complementary methodology could be devised in the future in trying to use chimeras to make human organs for transplantation. More work in this area shall throw insights on the possible success and limitations of these technologies when used to develop chimera.

这是关于人类和动物嵌合体发育的第一项也是至关重要的研究,为进一步了解科学界对动物环境中细胞的产生和发育路径的理解铺平了道路。

***

来源(S)

1. 吴杰等。 2018. 哺乳动物多能干细胞的种间嵌合现象。 手机. 168(3)。 https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036

2. Yamaguchi T 等人。 2018. 种间器官发生产生自体功能胰岛。 自然。 542. https://doi.org/10.1038/nature21070

赛欧团队
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