美培育出可供移植的大鼠肢體
- 發佈時間：2015-06-04 01:31:53 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京6月3日電 （記者王小龍）在人造腎臟、肝臟、心臟先後獲得成功後，科學家們再次向人工生物肢體發起衝擊並取得了突破。日前，美國麻省總醫院（MGH）研究人員描述了一種構建人工生物肢體的方法，並用這種方法成功培育出一個具有血管和肌肉組織的大鼠前肢。此外，他們還提供證據表明，同樣的方法也適用於培育靈長類動物的肢體。此次研究可被看作是人類向人工生物肢體再造和移植邁出的第一步。相關論文發表在《生物材料》雜誌網站上。
領導此項研究的麻省總醫院再生醫學專家哈拉爾德·奧特説，這樣的肢體包括肌肉、骨骼、軟骨、血管、肌腱、韌帶和神經，它們每一個都必須重建，這個過程需要一種特殊的支架。研究表明，他們能夠借助這種支撐結構，培育出新的組織並恢復其中的血液迴圈和肌肉運動。
在美國，有150萬人因疾病或事故失去肢體，雖然假肢技術越來越先進，但在功能和外觀上仍然有很多不足之處。在過去的20年中，有一些患者選擇了供體手部移植，這樣雖然能顯著改善患者的生活品質，但卻面臨終身接受抗免疫治療的風險。而新技術所需細胞可以由患者自身細胞培養，借助特殊的基質支架就能生長出適當的組織，免去出現排異反應的危險。
新研究採用了一種脫細胞技術。首先通過一種特殊的溶解劑去除器官或肢體中的脂類、DNA、可溶性蛋白質、糖和幾乎所有其他細胞物質，最後僅留下一個膠原蛋白、層粘連蛋白及其他結構蛋白構成的支架結構。之後，再通過幹細胞技術向這些框架結構中填充所需的細胞。經過一段時間的培養後，這些細胞和框架就能生長成所需的器官或者肢體。在此之前，研究人員已經用這種技術成功培育出人工腎臟、肝臟、心臟以及肺。但用來培育人工生物肢體，這還是第一次。
在新的實驗中，移植到受體動物身上的生物工程前肢的血管系統，在手術後迅速充滿了血並成功實現了迴圈。奧特和他的團隊對這種人工肢體的功能進行了測試，結果表明其肌肉纖維在電刺激下可實現收縮，並具有一定的強度。使用同樣的方法，研究人員在狒狒前臂上也實現了脫細胞化的過程，這表明這種方法在像人類這樣的尺度上也是可行的。
奧特稱，儘管讓再生肢體的神經融入受移植者的神經系統是需要面對的下一個挑戰，但借助此前斷肢再植手術經驗，該技術成功的希望還是很大的。
左圖 科學家在實驗室中培育出的大鼠前肢。
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