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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新器官来源的发展 移植

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?

然而,作者描述这个过程相当低效,成功率很低,仅为 9%,但他们也观察到,人类细胞作为人猪嵌合体的一部分成功发挥作用。成功率低主要归因于人类和人类之间的进化差距 而且也没有证据表明人类细胞正在整合成未成熟的形式 组织。成功率低并非与站立无关,观察表明嵌合体中有数十亿个细胞 仍然会有数以百万计的人类细胞。单独测试这些细胞(甚至 0.1% 到 1%)在更大的背景下肯定是有意义的,以实现对种间嵌合体的长期理解。

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道德因素,则不确定是否 -动物嵌合体可以诞生。如果它出生了但不允许通过使其不育来繁殖,这是否道德?此外,人类脑细胞中有多少比例可以成为嵌合体的一部分也值得怀疑。作为动物和人类研究之间的主题,嵌合体是否可能陷入一些令人不安的灰色地带?由于对人类的研究存在许多障碍,科学家们对自己的物种了解不多。这些障碍包括不支持胚胎研究、禁止任何与种系(成为精子或卵子的细胞)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 体型和生理机能与人类非常接近和相似。然而,如果我们看看目前的研究,就在我们说话的时候,免疫排斥的水平非常高。对于任何关于成功将器官移植到人类的想法来说,猪对嵌合体中生长的每个器官的贡献(来自猪的细胞)都是一个巨大的挑战。

尽管如此,这里对未来的真正希望是能够拥有一个 新的器官来源 移植 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。

作者断言,这项研究也将影响其他相关的研究领域。除了了解物种之间的差异之外,具有相对更多人体组织的嵌合体的持续开发对于研究人类疾病的发作以及在对人类参与者进行试验之前筛选药物具有影响和用处。在这项研究中,该技术并未用于人类嵌合体,但从理论上讲,未来可以设计出一种补充方法来尝试使用嵌合体来制造用于移植的人体器官。该领域的更多工作将深入了解这些技术在用于开发嵌合体时可能取得的成功和局限性。

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。

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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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