中國科學(xué)家將人-豬嵌合胚胎，在豬體內(nèi)成功產(chǎn)生人源腎臟
中國科學(xué)家在豬體內(nèi)培養(yǎng)胚胎人源腎臟達(dá)28天。圖片來源：J. WANG ET AL/CELL STEM CELL 2023
近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)學(xué)與健康研究院的研究人員成功制造出包含人細(xì)胞和豬細(xì)胞的嵌合胚胎，并且將其移植到代孕母豬體內(nèi)28天后，發(fā)育中的人源腎臟結(jié)構(gòu)和腎小管形成正常。這是科學(xué)家第一次在另一個(gè)物種體內(nèi)成功培養(yǎng)出一個(gè)實(shí)體人源器官，盡管之前的研究已經(jīng)使用類似方法在豬體內(nèi)培養(yǎng)出血液或骨骼肌等人體組織。9月7日，相關(guān)論文刊登于細(xì)胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell Stem Cell上。
將人類干細(xì)胞整合到豬胚胎中一直是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樨i細(xì)胞比人細(xì)胞更具競爭力，而且豬細(xì)胞和人細(xì)胞有不同的生理需求。為此，研究人員首先利用CRISPR技術(shù)改造了單細(xì)胞豬胚胎，使其缺失腎臟發(fā)育所需的兩個(gè)基因，從而在豬胚胎中創(chuàng)造一個(gè)空位，使人細(xì)胞不必與豬細(xì)胞競爭；其次，研究人員改造了人類多能干細(xì)胞，并將其培養(yǎng)成了類似于早期人類胚胎細(xì)胞的“天然”細(xì)胞。然后，研究人員為人細(xì)胞和豬細(xì)胞分別提供獨(dú)特的營養(yǎng)和信號，從而成功培養(yǎng)出嵌合體?？偟膩碚f，研究人員共將1820個(gè)胚胎移植給了13頭母豬，在25天或28天后終止妊娠并提取胚胎，以評估嵌合體是否成功產(chǎn)生了人源腎臟。
通過分析5個(gè)嵌合胚胎（植入后25天的2個(gè)和植入后28天的3個(gè)），研究人員發(fā)現(xiàn)它們具有發(fā)育階段結(jié)構(gòu)正常的腎臟，并且由50%~60%的人類細(xì)胞組成。25~28天，腎臟進(jìn)入中腎期（腎臟發(fā)育的第二階段），形成了小管和細(xì)胞芽，這些最終將發(fā)育成連接腎臟和膀胱的輸尿管。這項(xiàng)技術(shù)或許有望經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化后用于人體器官移植，未來研究人員還計(jì)劃在豬身上培育其他人體器官，包括心臟和胰腺。
京公網(wǎng)安備11010802046783號
