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英国科学家已经成为世界上第一个通过移植最初在实验室制造的细胞从头开始生长功能完全的器官

爱丁堡大学令人难以置信的突破背后的专家产生了一个工作的胸腺 - 一个重要的免疫系统“神经中枢”附近心脏 - 在老鼠这项神奇的技术最终可以用来为病人和老年患者提供替代器官虽然从干细胞中生长出一些器官,包括心脏,肝脏和大脑,但是从来没有人能成功地完全生产来自身体外部细胞的完整器官科学家通过了生成“空白板岩”干细胞的常规步骤,从中选择细胞类型而来源小鼠胚胎的结缔组织细胞直接转化为完全不同的细胞株

在他们的DNA中翻转遗传“转换”所产生的胸腺上皮细胞(TECs)与其他胸腺细胞类型混合移植到老鼠身上,他们自发组织起来,成长为一个完整的结构器官

爱丁堡大学医学研究委员会(MRC)再生医学中心的克莱尔布莱克本教授领导科学家团队说:“在实验室中从细胞中培养替代器官的能力是再生医学中的“圣杯”之一“但实验室生长的器官的大小和复杂性迄今为止受到限制”通过直接重编程细胞我们已经设法生产人工细胞类型,当移植时,可以形成一个完全有组织和功能的器官“这是实现在实验室产生临床有用的人工胸腺的目标的重要的第一步”科学家说,如果免疫系统可以与军队比较,胸腺作为其作战基地在这里,在骨髓中制造的T细胞准备攻击外来入侵者,正如士兵在进入战斗之前被武装和简报一样由胸腺部署,T细胞通过扫描感染性入侵者(如细菌和病毒)或危险的故障细胞(例如肿瘤)来保护身体当检测到“敌人”时,T细胞进行协调旨在消除它的免疫反应胸腺缺陷的人缺乏功能性T细胞并且非常容易受到感染这对骨髓移植患者特别危险,因为骨髓移植患者需要工作胸腺来重建手术后的免疫系统大约有4,000个婴儿中的一个每年在英国出生的胸腺功能障碍或完全缺失,由于罕见的疾病如DiGeorge综合征,胸腺疾病可以通过输注额外的免疫细胞或在出生后不久移植新器官来治疗

然而,这种方法受到严重限制缺乏捐赠者和组织排斥这项新研究发表在昨晚的自然细胞生物学杂志(SUN)上,提出了创造一个wh的可能性

使用在实验室制造的细胞的新功能胸腺虽然已经从干细胞生长了器官的碎片,包括心脏,肝脏甚至大脑,但是之前没有人成功地从身体外部产生的细胞产生完整的器官

通过从小鼠胚胎中取出称为成纤维细胞的结缔组织细胞并“调整”它们的DNA以增加一种叫做FOXN1的蛋白质的产生一种调节某些基因活性的“转录因子”家族之一,FOXN1在正常情况下指导胸腺的形成胚胎发育具有增强的FOXN1的成纤维细胞将其自身转化为“诱导的”TECs(iTECs)与其他支持性胸腺细胞混合后,将iTEC嫁接到遗传上相同的实验室小鼠的肾脏上

四周后,细胞产生良好的形态具有与健康胸腺相同结构的器官,包括称为皮层和髓质的确定区域ientists写道:“在移植方面,iTEC建立了一个完整的,完全有组织的功能性胸腺,其中包含支持T细胞分化所需的所有TEC亚型,并用T细胞填充受体免疫系统”实验室测试表明, iTEC允许有效开发两种主要的T细胞,称为CD4和CD8 T细胞 CD4细胞或“辅助”T细胞发出协调正确免疫系统反应的信号,而CD8“杀手”T细胞直接攻击并摧毁受感染细胞和癌细胞MRC再生医学负责人Rob Buckle博士,说:“为受损组织增加'替换部件'可以消除将整个器官从一个人移植到另一个人的需要,这有许多缺点 - 尤其是严重缺乏捐赠者”这项研究是实现这一目标的令人兴奋的早期步骤,并且令人信服地证明了直接重编程技术的潜在力量,一旦将细胞类型转换为另一种细胞类型“然而,在实验室环境中以一种安全且严格控制的方式再现该过程之前,还需要做更多的工作

适用于人类“伦敦大学学院再生医学教授Chris Mason说:”使用活细胞作为治疗方法具有细胞功能的巨大优势比传统药物的数量级高出许多数量级“无论是免疫系统的治疗失调,还是更需要这种功能水平”将这种小鼠概念验证研究转变为安全有效的程序所需的时间和资源对患者的治疗将是非常重要的 - 10年和数千万英镑的最低限度“即使是起点,支撑科学,还远未完成:例如,并非所有需要的细胞都可以制成实验室“然而,数据强烈支持更多科学家与工程师和临床医生的迫切需求,现在参与评估和开发这项新技术”,大奥蒙德街医院儿科外科顾问Paolo de Coppi博士和伦敦儿童健康研究所的干细胞和再生医学负责人说:“这样的研究表明,器官工程在未来可能成为替代品用于移植,克服诸如器官供体短缺和绕过免疫抑制治疗需求等问题“从长远来看,使用直接重编程产生的细胞是否能够保持其特殊形式并避免诸如此类问题仍有待观察肿瘤形成“