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美國科學家在新一期《自然醫學》雜誌上報告說,他們在實驗室中培育出的人工腎臟移植給大鼠後,發揮了一個腎臟應有的功能,雖然工作效率打了不少折扣。體外培育出腎臟這樣複雜的器官,移植到活動物體內之後能發揮作用,是全世界第一次。它可能同時解決困擾器官移植領域的兩大問題:器官短缺和排異反應。
幹細胞做“種子”
幹細胞是尚未分化的細胞,有潛力發育成皮膚、肌肉、血液等特化細胞。在實驗室裏培養器官,要先製造出器官框架作爲“腳手架”,再在框架上鋪一層幹細胞做“種子”,讓它們分裂發育成器官各個部位所需要的細胞。美國馬薩諸塞綜合醫院的哈拉德·奧托等人從死亡的大鼠身上切下完整的腎臟,用化學溶劑把上面的細胞“沖洗”掉,只剩由膠原蛋白形成的框架。它保留了腎臟的三維結構,包括血管、輸尿管等管道結構。
隨後,研究人員把框架放在裝有氧氣和營養物質的玻璃罐裏,在腎動脈、腎靜脈和輸尿管上連接管道,將人類幹細胞輸送到動脈和靜脈裏,並將新生大鼠的腎細胞輸送到輸尿管裏,從而給整個腎的管道內部都鋪上細胞層。
人工腎臟也能產尿
經過十幾天的培養,注入框架的人類幹細胞生成了血管,大鼠腎臟細胞則生成了其他組織,不同類型的細胞都處在正確的位置上。在體外試驗中,這個人工腎臟產生的尿量約爲正常腎臟的1/3,從血液中清理廢物的效率也比較低。移植到大鼠體內後,工作效率進一步下降。
不過,能夠工作已經是一大成功。奧托說,即使只是具備部分功能也是很有意義的,因爲許多病人在腎功能低於正常值的15%後纔開始血液透析,如果人工腎的工作效率能達到20%,就可以使很多人免於透析之苦。此外,這項成果還有助於更好地理解腎的發育和自我修復機制。新華社記者王豔紅(據新華社北京4月30日電)