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人造老鼠心脏:通往人造人体器官之路

http://www.sina.com.cn 2008年01月23日 03:20  第一财经日报

  劳伦斯·奥特曼(王繁 编译)

  劳伦斯·奥特曼 《纽约时报》专栏作家

  用人工方式培育心脏及其他器官,解除饱受器官衰竭患者的痛苦是医学的梦想。而几天前美国明尼苏达州大学宣告在实验室中成功培养出人造老鼠心脏的消息振奋人心,让这个梦想的实现成为可能。

  作为这项研究的负责人,明尼苏达大学教授多丽丝·泰勒(Doris Taylor)说她的实验室一直遵循着这样一个原则:“我们要采用自然的方法,创造出修复心脏细胞的工具。”她在《自然医学》杂志撰文称:“我们利用自然的材料,创造出新的器官。”研究人员采用“脱细胞”处理方法进行实验,即先去除死老鼠心脏的现有细胞,只留下由胶原蛋白、纤维粘连蛋白和层粘蛋白及外部结构组成的基本支架,随后再向内注入新生老鼠的心脏细胞,并将它们放入营养液中进行培养。两周之内,新细胞形成了一个怦怦跳动的心脏。

  经过实验的改进,泰勒表示,科学家们通过提取患者骨髓里的干细胞并植入作为“支架”的尸体心脏内,有望培育出新的人体心脏。她认为人造鼠脏的成功打开了通向这样一个理念的大门,即“你可以制出任何器官,肾、肝、肺、胰——随便什么器官,我们都有希望做出来”。

  泰勒的实验过程

  在医学上,组织工程领域的研究发展很迅速。很多年来,医生就用组织工程皮肤为烧伤患者做植皮手术。工程软骨组织也用来治疗关节损伤。目前也有人正致力于用干细胞来修复心脏病发作引起的心肌损伤方面的研究。同时,从患者自身提取细胞培育的膀胱也在患者身上进行临床实验。

  而在组织再生领域,泰勒是后起之秀。她在布朗克斯的爱因斯坦医学院开始了她的职业生涯,主要研究基因疗法,然后转向细胞疗法。她说她转向组织再生领域是因为她意识到再生一个人体器官的关键不在于所需细胞的数量,而在于试图创造出三维结构的复杂性。“心脏是一个美丽的器官,并不是我试图在盘子里制造出的肉体组织。”她的观点在三年前有了转变。她记起当时做过的实验,从人体提取细胞,植入去除了细胞的猪心瓣膜中,然后用这猪心瓣膜代替受损的人体心脏。

  当考虑用新细胞代替老的老鼠细胞时,她奉行着另一条真理:相信自己的异想天开。但是,实验的进展并不顺利,时断时续。“我们的实验曾经出现了很多失误,不得不从头开始。”泰勒说。

  她把类似于洗发露的清洗剂倒进老鼠的大动脉,去除心脏上的细胞,接着注入新生的心肌细胞。她刚开始使用的两种清洗剂都失败了,但第三种成功了,取得了能够清晰地保留着心脏结构的半透明支架这种效果。把新生老鼠的心脏细胞注入支架之后,科学家们还使用了一台起搏器,让心脏充满液体,以模仿血压;这个步骤也促使细胞成熟。通过在显微镜下的测验和观察,证明这些细胞成活了。

  为了测试新的心脏是否具有排异性,泰勒教授及其团队将若干人造心脏移植到老鼠腹部。研究结果证实,这些心脏没有受到排斥,搏动规律,而且供血量加大。老鼠自身的细胞也开始附着在血管上,甚至在心脏壁上生长。

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