日前，據(jù)澳大利亞廣播公司報道,，美國科學(xué)家首次公布了一項最新研究成果：在實驗室中用干細胞人工培養(yǎng)出肺臟,，植入老鼠體內(nèi)可使其存活6小時。
美國哈佛醫(yī)學(xué)院的研究團隊將老鼠肺臟上的細胞剔除,，只留下細胞外間質(zhì)作為新肺生長的“撐架”,。隨后，他們在“撐架”中植入可定向發(fā)展為肺細胞的人類臍帶細胞和老鼠胚胎細胞,，并將其放入模擬生物體內(nèi)環(huán)境的培養(yǎng)器中進行培養(yǎng),。
這個微型的人工肺在培養(yǎng)器中不斷生長，并于大約1周后開始氧氣交換,，也就是像正常肺一樣“呼吸”,。被植入老鼠體內(nèi)后，人工肺仍能繼續(xù)工作,，成功使老鼠存活了6小時,。
“新肺”會像被摘掉的“舊肺”一樣工作，排異反應(yīng)大幅降低
7月17日,，第四屆中國移植運動會上,，74歲的老年運動員原思通活躍在鉛球比賽場地，臉色紅潤,、精神矍鑠,誰也想不到一年前他曾接受右肺移植手術(shù),。
盡管肺移植手術(shù)在我國已開展多年，但并不是每個人都像原思通那樣幸運,。稀缺的肺源,，總是將很多人拒之肺移植大門之外。
那美國的生物人工肺能否解決這一問題,，他們是利用什么方法造出的,？什么時候這一技術(shù)能應(yīng)用到人？
利用原有支架長出肺
“這個生物人工肺不是真正意義上的人工肺，可以稱為再生肺,，因為還不是全人工制造,，而是利用原有的大鼠肺支架為基礎(chǔ)，經(jīng)種植上血管內(nèi)皮細胞和肺泡上皮細胞而完成的,。”同濟大學(xué)醫(yī)學(xué)院常務(wù)副院長,、醫(yī)學(xué)博士和藥理學(xué)博士徐國彤教授說。
他介紹,，本次美國哈佛大學(xué)麻省總醫(yī)院牽頭完成的再生肺研究,，簡單說起來是這樣的：先把健康大鼠的肺取出，通過一個特定的裝置對肺組織進行脫細胞處理,，用一種叫SDS的灌注液對肺組織內(nèi)部進行沖洗（有些像我們用肥皂液洗手一樣）,，得到無細胞的“肺支架”，該“支架”仍保留有血管,、氣道和肺泡等結(jié)構(gòu),。然后把“支架”固定在特制的生物反應(yīng)器中，再把兩種細胞分步種植到“肺支架”上去并進行培養(yǎng),，大約兩周就可以完成肺的再生,。
“該再生肺，在體外實驗中顯示可以有血液流通和氣體交換,。在動物實驗中,，把大鼠部分肺葉切除并移植再生肺葉后，該肺可以有受試大鼠的血液流通,、氣道可以通氣。檢測動脈血氧分壓的結(jié)果表明再生肺能進行氣體交換,。”徐國彤說,，“這是一個很大的突破。但目前,，這個再生肺的功能只維持了6小時,。第7小時時，再生肺的肺泡內(nèi)因充滿了非血性液體而失去功能,。病理檢查證實是肺水腫,。但相信隨著研究的進展和技術(shù)的改進，再生肺的生存時間會越來越長,。”
因子控制干細胞發(fā)展成肺細胞
“利用干細胞制造肺組織的各種細胞目前還做不到,。”徐國彤說，“干細胞是指具有自我更新能力和分化潛能的細胞,，就是說一個干細胞可以產(chǎn)生與它完全一樣的子代細胞或其他類型細胞的子代細胞（比如肺泡上皮細胞,、肝細胞、神經(jīng)細胞等）。”
根據(jù)干細胞能產(chǎn)生的子代細胞類型的多少,，可以被分成全能干細胞（可以分化成任何種類細胞）,、多能干細胞（可以分化成多種類型細胞但不是所有類型細胞）以及組織干細胞（只能分化為特定組織細胞，如神經(jīng)干細胞）等,。干細胞可以有多種來源：從早期胚胎（囊胚期）內(nèi)細胞團培育出來的干細胞被稱為胚胎干細胞,；從成體組織獲得的干細胞叫成體干細胞（經(jīng)常講到的骨髓間充質(zhì)干細胞就屬于這類）；而利用Yamanaka因子（共有四個）可以把多種成體細胞（不是干細胞）轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄芨杉毎?，統(tǒng)稱為誘導(dǎo)性多能干細胞（即iPS細胞）,。
徐教授介紹：“這次生物人工肺的研究者應(yīng)該是已經(jīng)考慮甚至在進行以能定向分化成肺組織細胞的干細胞為種子細胞的研究了，通過在培養(yǎng)時加入不同的因子,，控制這些干細胞變成我們需要的細胞類型,。如內(nèi)皮細胞、上皮細胞等等,。”
