将要走入现实的组织工程器官

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1、即将走入现实的组织工程器官青岛瑞思德生物科技张高祥[视频]普通体细胞可能孕育新生命：我国干细胞技术取得重大突破央视网消息(新闻联播)：1997年克隆羊多莉的诞生，意味着体细胞可以回到生命的初始状态，也就是具有了逆生长的可能。近日，我国科学家在克隆技术研究上又取得了新的突破，通过小分子化合物诱导的方法，让一个普通体细胞可能孕育出新的生命。“全能干细胞”是生命发育的起点，哺乳动物身上的每个器官和身体发肤就是通过“全能干细胞”的分化发育而来。北京大学邓宏魁教授带领的干细胞再生医学研究团队使用4个小分子化合物的组合，把成年鼠身上已经长成的表皮细胞成功逆转为生命起

2、点的“全能干细胞”。以多莉羊为代表的第一代克隆技术，需要借助卵母细胞来获得干细胞，这样会带来伦理问题，而第二代转基因技术使用病毒诱导，存在着安全的风险。我国科学家采用化合物小分子的新方法，实现体细胞直接变成胚胎干细胞，途径更简洁，也更加安全。目前，这项科研成果已经被美国《科学》、《细胞》等多个学术权威杂志报道。国际权威专家表示，这项研究成果为未来研发人造器官和攻克癌症等重大疾病提供了新的途要构建一个新的心脏，研究人员首先要从捐献心脏（左）上去除所有细胞，留下蛋白质支架，然后注入新细胞（中），新细胞在生长因子和机械刺激的影响下逐渐发育成熟一个经过细胞解离的

3、人类心脏，正在等候注入前细胞人们对心脏的急需程度排在第三位，紧随肾脏和肝脏之后。单在美国，每年就有大约3500人在排队等候，这对器官移植和生物工程都提出了极大挑战。随着越来越多的人需要心脏移植，研究人员正努力通过组织工程，在实验室里培养出新的心脏来。这种工程心脏与目前的用钛合金和塑胶制造的“人造心脏”不同，它用的是病人自己的干细胞，不会被病人的免疫系统排斥，从而有望解决困扰全世界的移植器官的缺陷问题。组织工程领域的科学家希望造出全新的器官，用于移植而没有免疫排斥的风险。这种方法理论上很简单：首先从一个已死亡的器官上清除所有细胞——不一定非要是人的器官——

4、然后把蛋白质支架留下来，重新放入与病人的免疫系统兼容的干细胞。然而实际操作起来，这一过程却面临着诸多挑战。研究人员在培养和移植气管、膀胱等相对简单的空腔类器官方面，已经取得一些成功；但在培养实心器官时，如肾脏、肺等，这些器官要取得十几种类型的细胞，再把它们放到合适位置，同时还要培养出完整的血管网来维持它们生存。新器官必须是无菌的，如果接受它的病人很年轻，它还要能继续生长，至少在表面上，它要能自我修复。最重要的是，它们必须能发挥功用——最理想的，当然是能工作一辈子。心脏必须能持之以恒地跳动，每天泵出约7000升的血液，也没有可替换的备用品。心脏由心房、心室

5、和瓣膜等多种不同类型的、专门化的心肌细胞构成。捐献的心脏则缺少这些，因为它们通常会因疾病、复苏措施等而被损坏，所以，如果能通过生物工程，稳定地供给在实验室培育出来的器官，将是极受欢迎的。支架：清理旧房变新居10多年来，生物学家一直在努力，想在培养皿中把胚胎干细胞转变成会跳动的心肌细胞。再用一个外接的小型电动起搏器，让这些工程心脏细胞开始起步，并维持同步跳动几个小时。但要把培养皿中一团抽搐的细胞变成工作的心脏，还需要一个支架，才能把细胞有组织地排成一个三维物体。或许最终，人们能用三维打印技术造出这种结构，就像今年初演示的人造气管那样。然而在可预见的将来，即

6、使用最尖端的机器，也“打印”不出人类心脏这么复杂的结构，尤其是那些错综复杂的毛细血管网。心脏需要毛细血管网来供给氧气和营养，并运走深层细胞所产生的废物。“血管分布是主要的挑战。”北卡罗莱纳州威克森林大学泌尿科医师安东尼·埃特拉说。他给病人移植过生物工程制造的膀胱，目前正致力于培养肾脏。在一个玻璃和塑料制成的像鼓似的容器中，几根塑料管子悬着一个新鲜的人类心脏。附近有一个泵，通过一根管子把清洗液安静地输送到心脏的主动脉中。当液流压迫使主动脉瓣闭合时，清洗液就被送往整个血管网。这些血管网曾经滋养着心肌细胞，直到它们的主人在几天前去世。奥特解释说，整个过程大约需

7、要一个星期，清洗液就会除掉脂类、DNA、可溶蛋白、糖和几乎所有心脏产生的其他细胞物质，只留下一堆由胶原蛋白、层粘连蛋白及其他结构蛋白组成的网孔：这就是曾把一堆细胞排列成一个器官的“细胞外基质”。用作支架的心脏不一定非要是人类的，猪的心脏也很有前景：它们包含了细胞外基质的所有关键成分，而且不大可能携带人类疾病，罕有因疾病或复苏术而被削弱的。“猪的组织比人类的更安全，几乎可以无限供给。”匹兹堡大学再生医学研究员斯蒂芬·巴蒂莱克说。但复杂的是怎样确保清洗液所溶解的材料数量刚刚好。如果去除的太少，基质中可能会残留一些细胞表面分子，而这可能引起接受者免疫系统的排斥

8、；去除得太多，可能会失去了关键蛋白和生长因子，而这些蛋白和生长因子会告诉“新来的