? ?生命科學(xué)學(xué)院,醫(yī)藥生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董磊教授、張峻峰教授和澳門大學(xué)王春明教授團(tuán)隊(duì)嘗試用一種器官向另一種器官轉(zhuǎn)化的方法,在體內(nèi)將脾臟轉(zhuǎn)化為有功能的肝臟。研究成果以?Transforming the Spleen into a Liver-like Organ in vivo為題于2020年6月10日在Science Advances上在線發(fā)表(https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz9974)。成果發(fā)表后迅速引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注,被New Scientist、Medical Express等國(guó)外科技媒體和中國(guó)科學(xué)報(bào)等國(guó)內(nèi)媒體和大量自媒體深度報(bào)道。該研究被認(rèn)為是組織工程領(lǐng)域的突破性進(jìn)展,Science?雜志在其新媒體推介中給予本研究高度評(píng)價(jià),認(rèn)為該技術(shù)是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域在器官移植和組織工程之外的一種全新的技術(shù)選擇。
圖1:轉(zhuǎn)化后的脾臟與正常脾臟的組織學(xué)分析和外觀照片(左:轉(zhuǎn)化后的脾臟;右:正常脾臟)
供體器官短缺是一個(gè)全球性的挑戰(zhàn)。組織工程研究表明,通過(guò)體外生長(zhǎng)組織來(lái)替代體內(nèi)功能異常的器官具有很大的潛力。然而,臨床上通過(guò)這種方法再生大型功能器官卻很少成功。一個(gè)重要原因是大型的功能器官往往具有豐富且精密的血管。以當(dāng)前的組織工程技術(shù),無(wú)法實(shí)現(xiàn)大尺度的血管網(wǎng)絡(luò)的再生和重建。在該項(xiàng)嘗試中,研究人員首先開發(fā)了脾臟移位手術(shù),將脾臟移位到了皮下,為后續(xù)的脾臟改造和觀察提供了便利。接下來(lái),研究人員通過(guò)對(duì)脾臟反復(fù)注射生物制劑,改變了脾臟的基質(zhì)環(huán)境:抑制細(xì)胞移植的免疫排斥反應(yīng);增加細(xì)胞外基質(zhì)的含量;使血管更加豐富。最終,通過(guò)注射不同來(lái)源的肝細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)脾臟向肝臟的轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化后的脾臟具有肝臟的典型功能,并具有生理意義。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,切除掉90%的肝臟后,通過(guò)移植小鼠來(lái)源肝細(xì)胞成功構(gòu)建轉(zhuǎn)化脾的實(shí)驗(yàn)小鼠可以實(shí)現(xiàn)100%存活。
研究人員認(rèn)為,選擇重塑現(xiàn)有的器官,而不是使用支架+種子細(xì)胞+細(xì)胞因子的傳統(tǒng)組織工程技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。研究人員選擇脾臟作為轉(zhuǎn)化對(duì)象,是因?yàn)槠⑴K相對(duì)較大,且有豐富的血液供給,能夠支持足夠數(shù)量的肝細(xì)胞的植入和存活。同時(shí),脾臟雖然被認(rèn)為是外周淋巴器官,但本質(zhì)上其實(shí)是一個(gè)退化的造血器官(負(fù)責(zé)胎兒階段造血的功能,出生后功能被骨髓替代)。成人脾臟的大部分功能可以被其他器官代償(淋巴結(jié)可代償其淋巴器官功能,肝和腎可代償其血液過(guò)濾功能)。脾臟切除的患者沒(méi)有嚴(yán)重的生理病理學(xué)反應(yīng)也證明了脾臟功能是可缺失(Dispensable)的。將脾臟轉(zhuǎn)化為不可缺失(Indispensable)的肝臟,在理論上具有可行性并具有重要應(yīng)用前景。
圖2:南京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)(左)和澳門大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)(右)
澳門大學(xué)中華醫(yī)藥研究院,中藥質(zhì)量研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘇州大學(xué)第一附屬醫(yī)院是該工作的合作單位。南京大學(xué)董磊教授、張峻峰教授和澳門大學(xué)的王春明教授是本文的通訊作者。南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王琳濤博士是該論文的第一作者。該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目(31961160701)、澳門科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金與國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合資助項(xiàng)目(FDCT 0018/2019/AFJ)的支持。
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