科技日報記者 葉青
9月7日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究團隊在國際學術期刊《細胞干細胞》上發表封面論文，報道了利用胚胎補償技術在豬體內成功再造人源中腎的策略。該研究中，研究人員利用新型人誘導多能干細胞，結合優化的胚胎補償技術體系，在腎臟缺陷豬模型體內實現了人源化中腎的異種體內再生，這是世界范圍內首次報道的人源化功能性器官異種體內再生案例。
器官移植已成為多種終末期疾病的唯一有效治療手段，但供體器官嚴重缺乏限制了這一療法在臨床上的廣泛應用。
“基于干細胞的器官異種動物體內再生將是未來解決這一問題的理想途徑?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡咧?、中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院賴良學研究員介紹，通過該途徑獲得的人源化器官不僅具有更全面的細胞類型和更完善的器官結構與功能，且由于供體細胞來源于患者自體，能有效避免異種器官或同種異體器官移植中存在的免疫排斥等問題。
然而，基于胚胎補償技術實現人源化器官異種體內再生也存在諸多障礙。人源多能干細胞的分化能力不足和在異種動物胚胎內的生存能力低下、大動物模型提供的器官缺陷生態位難以形成以及異種胚胎嵌合補償技術體系不完善等，導致從豬體內培育人體器官的設想一直沒有成功。
為了尋求突破點，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院賴良學課題組、潘光錦研究員課題組以及Miguel A. Esteban研究員課題組形成聯合攻關團隊，在中國科學院“器官重建與制造”戰略性先導科技專項的支持下，圍繞人體腎臟的異種再生這一世界難題開展了5年多的探索。
研究團隊對人—豬胚胎補償技術體系進行了全方位優化，最終確定了理想的胚胎補償技術流程，即在桑葚到早期囊胚時期注射3—5個人源供體細胞，以構建嵌合胚胎，將嵌合胚胎在等比例混合的胚胎培養基和干細胞培養基中培養24小時后，移植入發情周期同步的代孕豬，即可獲得嵌合豬胎兒。
研究示意圖。受訪單位供圖
研究團隊最終成功實現了人源化中腎的異種體內再生。該研究嚴格遵守相關倫理規定以及國際慣例，在3—4周胎齡內終止了妊娠。
“最終共獲得2只胎齡25天、3只胎齡28天的中腎嵌合胎兒，這些嵌合胎兒的中腎內人源細胞占比最高可達70%，而人源細胞參與形成的中腎小管所占比例最高可達58%?！闭撐牧硪还餐ㄓ嵶髡?、中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院戴禎研究員介紹，針對腎臟發育關鍵功能性基因SIX1、SALL1、PAX2及WT1的免疫熒光染色結果證明，人源供體細胞已分化成為表達這些基因的功能性細胞，說明伴隨著胚胎發育，腎臟缺陷豬胎兒體內的人源供體細胞將能夠支持人源化腎臟生成。
該成果首次證明了基于干細胞及胚胎補償技術在異種大動物體內再造人源化功能性實質器官的可行性，為利用器官缺陷大動物模型進行器官異種體內再生邁出了關鍵的第一步，對解決供體器官嚴重短缺難題具有重要意義。
