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关于组织工程的最新进展:通过将脾脏"转化"为肝脏治疗终末期肝病

发布者:刘姝伶发布时间:2020-06-22浏览次数:10

   生命科学学院,医药生物技术国家重点实验室董磊教授、张峻峰教授和澳门大学王春明教授团队尝试用一种器官向另一种器官转化的方法,在体内将脾脏转化为有功能的肝脏。研究成果以 Transforming the Spleen into a Liver-like Organ in vivo为题于2020610日在Science Advances上在线发表(https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz9974)。成果发表后迅速引起了国内外的广泛关注,New ScientistMedical Express等国外科技媒体和中国科学报等国内媒体和大量自媒体深度报道。该研究被认为是组织工程领域的突破性进展Science 杂志在其新媒体推介给予本研究高度评价,认为该技术是再生医学领域在器官移植和组织工程之外的一种全新的技术选择。



图1:转化后的脾脏与正常脾脏的组织学分析和外观照片(左:转化后的脾脏;右:正常脾脏)

供体器官短缺是一个全球性的挑战。组织工程研究表明,通过体外生长组织来替代体内功能异常的器官具有很大的潜力。然而,临床上通过这种方法再生大型功能器官却很少成功。一个重要原因是大型的功能器官往往具有丰富且精密的血管。以当前的组织工程技术,无法实现大尺度的血管网络的再生和重建。在该项尝试中,研究人员首先开发了脾脏移位手术,将脾脏移位到了皮下,为后续的脾脏改造和观察提供了便利。接下来,研究人员通过对脾脏反复注射生物制剂,改变了脾脏的基质环境:抑制细胞移植的免疫排斥反应;增加细胞外基质的含量;使血管更加丰富。最终,通过注射不同来源的肝细胞,实现脾脏向肝脏的转化转化后的脾脏具有肝脏的典型功能,并具有生理意义。在动物实验中,切除掉90%的肝脏后,通过移植小鼠来源肝细胞成功构建转化脾的实验小鼠可以实现100%存活。

研究人员认为,选择重塑现有的器官,而不是使用支架+种子细胞+细胞因子的传统组织工程技术具有显著的优势。研究人员选择脾脏作为转化对象,是因为脾脏相对较大,且有丰富的血液供给,能够支持足够数量的肝细胞的植入和存活。同时,脾脏虽然被认为是外周淋巴器官,本质上其实一个退化的造血器官(负责胎儿阶段造血的功能,出生后功能被骨髓替代成人脾脏的大部分功能可以被其他器官代偿(淋巴结可代偿其淋巴器官功能,肝和肾可代偿其血液过滤功能)脾脏切除的患者没有严重的生理病理学反应也证明了脾脏功能是可缺失(Dispensable将脾脏转化为不可缺失(Indispensable的肝脏,在理论上具有可行性并具有重要应用前景。


图2:南京大学研究团队(左)和澳门大学研究团队(右)

澳门大学中华医药研究院,中药质量研究国家重点实验室,苏州大学第一附属医院是该工作的合作单位。南京大学董磊教授、张峻峰教授和澳门大学的王春明教授是本文的通讯作者。南京大学生命科学学院王琳涛博士是该论文的第一作者。该研究受到国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(31961160701澳门科学技术发展基金与国家自然科学基金联合资助项目(FDCT 0018/2019/AFJ的支持。



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