体外培育出肾脏这样复杂的器官,移植到活动物体内之后能发挥作用,是全世界第一次。它可能同时解决困扰器官移植领域的两大问题:器官短缺和排异反应。
干细胞做“种子”
干细胞是尚未分化的细胞,有潜力发育成皮肤、肌肉、血液等特化细胞。在实验室里培养器官,要先制造出器官框架作为“脚手架”,再在框架上铺一层干细胞做“种子”,让它们分裂发育成器官各个部位所需要的细胞。美国马萨诸塞综合医院的哈拉德·奥托等人从死亡的大鼠身上切下完整的肾脏,用化学溶剂把上面的细胞“冲洗”掉,只剩由胶原蛋白形成的框架。它保留了肾脏的三维结构,包括血管、输尿管等管道结构。
随后,研究人员把框架放在装有氧气和营养物质的玻璃罐里,在肾动脉、肾静脉和输尿管上连接管道,将人类干细胞输送到动脉和静脉里,并将新生大鼠的肾细胞输送到输尿管里,从而给整个肾的管道内部都铺上细胞层。
人工肾脏也能产尿
经过十几天的培养,注入框架的人类干细胞生成了血管,大鼠肾脏细胞则生成了其他组织,不同类型的细胞都处在正确的位置上。在体外试验中,这个人工肾脏产生的尿量约为正常肾脏的1/3,从血液中清理废物的效率也比较低。移植到大鼠体内后,工作效率进一步下降。
不过,能够工作已经是一大成功。奥托说,即使只是具备部分功能也是很有意义的,因为许多病人在肾功能低于正常值的15%后才开始血液透析,如果人工肾的工作效率能达到20%,就可以使很多人免于透析之苦。此外,这项成果还有助于更好地理解肾的发育和自我修复机制。新华社记者 王艳红(据新华社北京4月30日电)