西班牙醫學家利用人類幹細胞造出首個「人工腎」

2020-12-03 中國網

中國網11月19日訊 據西班牙《國家報》網站11月17日報導,15年前,人類在「再生醫學」領域內邁出了偉大的一步,那就是發現了胚胎幹細胞。15年後的今天,人類再次打破了醫學研究的瓶頸,對生物醫學這一科目有了更加清晰的認識。

繼新一代微型「人造肝臟」和「人造大腦」之後,西班牙醫學家利用胚胎幹細胞製造出了微型「人造腎」。現在,胚胎幹細胞的功能相比之前變得更加豐富,它不需要變成細胞株之類的細胞群,可以直接形成立體的人類器官,這樣就省去了很多繁瑣的步驟。雖然這些微型「人造器官」的數量非常有限,而且也處於初級試驗階段,還存在很多有待解決的問題,但是這次發現仍然是人類在生物醫學領域一個裡程碑式的進步。現在考慮給人類移植這些人造器官還為時尚早,不過這種「人造腎」不僅僅是創造了移植的可能性,同時也可以作為試驗品來檢測人體是否患病,從而做出更加有效的治療。

成功製作出「人工腎」的這位醫學家名叫胡安•卡洛斯•伊斯皮,他還有兩個助手,一個來自加利福尼亞州的索爾克研究所,另一個來自巴塞隆納的再生醫學研究中心。他們三人與當地的生物工程中心(CIBER-BBN)和城市醫療診所通力合作,最終完成了「人工腎」的製作工程,並將他們的研究結果刊登在了《自然界的生物細胞》(Nature Cell Biology)雜誌上。

胡安小組採用了生物醫學研究時最常用的兩種幹細胞作為原材料,一種是胚胎幹細胞,另一種是誘導多能幹細胞(又稱iPS)。同時這兩種細胞還具有一項特殊的功能,那就是它們可以增大人類皮膚細胞的更替周期,因此這種「人造腎」還有一定程度的抗衰老功效。

再生醫學的最終目的是生成可供人類移植的組織和器官,然而這條偉大科學航道的前途並不是一片光明,還存在很多至今仍在困擾著人類的複雜問題有待解決。而且每一個問題都是人類現有的知識和資料所不能解釋的,我們未知的東西還有很多。胡安公開宣稱:「我們的研究給人類帶來了希望,有朝一日,我們將可以用自己的細胞製成自己的器官,從而實現器官的再生,這就解決了移植器官短缺和難以匹配的問題。」

除了對再生醫學的貢獻,這次的成功對臨床醫學的發展也有很大幫助。比如,取一個腎病患者的皮膚細胞,然後經過胚胎幹細胞和多能誘導幹細胞的轉變及分化,就可以生成一個同原患者的腎臟有著同樣病理特徵的小型「人造腎」。以這個「人造腎」為研究對象,我們可以任意的進行藥物試驗和研究分析。然而這些試驗和研究是不能直接在病人身上實現的,因為會給病人帶來極大的痛苦,這在倫理道德層面也是不允許的,有了「人工腎」作為實驗對象,會讓病理分析變得簡單許多,同時也能讓醫生們更深層次地了解他們所需要治療的疾病。

有了「人工腎」的幫助,人類對腎病的認識很快會提升一個層次。拉霍亞和巴塞隆納的科學家已經證實了「人工腎」派生技術(專業術語叫「腎原基技術」)的有效性,並利用這種技術成功地治癒了一名多囊腎病(PKD)患者。多囊腎病是一種遺傳性腎病,會對患者的腎臟器官造成很大傷害。在「人工腎」派生技術被發明之前,這種病一直是令醫生們頭疼的一種病症,屬於不治之症,現在人們已經徹底了解了這種病的病因並成功地醫治了它。

巴塞隆納醫院腎臟及泌尿科的主治醫師何塞夫•瑪利亞•卡普羅表示:「臨床醫學的一個重要工作就是儘可能地在實驗室還原腎病病人的病理特徵,並針對這些病理特徵制定不同的治療方案,然後再根據不同方案的治療效果對每種方案做出準確的評估,選出最優方案。」

同時,科學家們還期望用患者的多能幹細胞造出的可再生器官可以用來研製新的藥物,例如微分子電池。這是一種被大多數醫學家普遍推薦的新型藥物,它可以消滅病原體細胞,刺激人體免疫細胞,或者糾正一些由病原體導致的不良生化反應。一些研究者表示他們希望「人工器官」的到來可以縮短並優化一些臨床治療的工序,這些工序原本是需要複雜的藥物搭配才能完成的,通過微分子電池療法同樣可以達到治療效果。另外,這種治療法並不僅限於腎病治療,只要可以做出該器官相對應的「人工器官」,就可以製成相應的微分子電池。

但是腎臟依然是醫學家們首選的實驗對象,尤其是胡安。他解釋道:「腎病患者的數量眾多,同時範圍也很廣,所以我們要優先解決腎病問題。另一方面,腎臟的自我修復能力和再生能力都很弱,而且腎臟的移植手術也是世界難題,因為很難找到與患者身體相匹配的腎臟器官,我們期望幹細胞可以解決這一醫學難題。」(實習編譯:閆大有)

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