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再生医学:能容纳多类细胞的淋巴结

2012.9.29

  来自匹兹堡大学医学院,McGowan再生医学研究所的研究人员报道,淋巴结可以为多种不同细胞,以及来自其他器官的组织提供一个舒适的“家”,这表明未来某一天也许可以实现整个器官移植的一种以细胞为基础的新型方法。

  这一研究成果公布在Nature Biotechnology上,这也是第一次发现同一动物模型中的肝细胞,胸腺组织和生成胰岛素的胰岛细胞可以在淋巴结中茁壮成长,而此次并不是这些细胞原本生成之处。

  文章的通讯作者,匹兹堡大学医学院高级研究员 Eric Lagasse说,肝炎病毒感染,酒精性肝硬化等疾病会造成极大损伤,只能通过肝移植这唯一的办法挽救病人的性命。还有DiGeorge综合征的儿童患者缺乏胸腺功能,无法产生必需的免疫细胞,他们需要移植手术的帮助,另外糖尿病也可以通过胰脏移植而得到治愈。

  “不过,捐赠器官的短缺意味着许多人等不到合适的器官就失去了生命,”Lagasse博士说,“科学家们正在探索细胞疗法,但要将细胞引入到这些已饱受疾病之苦的组织中,会降低成功移植和功能恢复的可能性。”

  在这项研究中,Lagasse研究组分析了利用淋巴结的可能性,这是一种哺乳类动物特有的器官,含量丰富,并且血液供应充足,能作为所谓“异位”移植中,来自其它器官的细胞的一个“新家”。

  研究人员将来自遗传一致性供体动物中取出的健康肝细胞注入到小鼠不同位置的淋巴结中,结果发现细胞扩增,肝样淋巴结能像肝脏一样行使功能,而且在实际操作中,研究人员也利用单一的肝样淋巴结(hepatized lymph node)挽救了患有致命的代谢性肝病的小鼠的生命。

  同样地,在缺乏产生功能性免疫系统器官的小鼠中,移植胸腺组织也能恢复免疫系统功能,还有胰岛细胞移植都能恢复糖尿病动物正常的血糖控制。

  “我们的目标不是更换整个肝脏,而是提供足够的细胞群,来稳定肝功能,维持病人的生命,比如说”,Lagasse说,“这将能争取到更多的时间,直到出现一个合适的捐赠器官。也许,在某些情况下,异位细胞移植也能帮助病变器官恢复。”

  干细胞焦点成就

  继今年四月Nature三篇论文公布了利用干细胞对小鼠头发,眼睛和心脏进行修复的研究成果之后,来自英国谢菲尔德的研究组又再次发表研究成果,令患有耳聋缺陷的沙鼠恢复了听觉,研究人员通过细胞移植,发展出能传送从耳朵到大脑的听觉信息的神经,为治疗种听力丧失奠定了基础。

  过去,科学家们试图从胚状体(embryoid bodie)中分离出所谓的听觉干细胞――前者是干细胞聚集体,能分化成不同类型的细胞,但是这些干细胞只能分裂成约25倍,无法满足一个神经细胞移植所需的数量。

  Rivolta和他的同事们都知道,在胚胎发育过程中,耳朵形成需要一些极少量的蛋白,包括成纤维细胞生长因子(FGF)3和10,因此,他们在人类胚胎干细胞中加入FGF3和FGF10。结果形成了多种类型的细胞,其中就有内耳毛细胞前体,不过研究人员也找到,并分离了开始就分化成所需的螺旋神经节神经元的细胞。然后,他们将神经前体细胞移植到了受损耳神经元的沙鼠耳朵中,追踪动物的反应,在十周后,神经功能恢复了。

  除此之外,来自美国加州大学圣地亚哥分校等处的研究人员以一种“惊人的程度”修复了患有严重脊髓损伤的大鼠的轴突生长。他们的研究表明,早期神经元能生存和增殖轴突,使其能跨越年中枢神经系统(CNS)的受损部位,形成新的,具有功能的转接神经元。研究还证明,至少某些类型的成年CNS轴突可以克服常见的抑制生长环境,生长延长。更重要的是,跨物种的干细胞表现出了这些特性。

  科学家们将神经干细胞嵌入到一种纤维蛋白介质上(纤维蛋白是一种对于血液凝固十分关键的蛋白,用于人体神经细胞进程),同时加入生长因子,形成凝胶。然后将该凝胶敷在脊髓完全切断的大鼠损伤部位上。“利用这种方法,六个星期以后,损伤部位新生轴突超过了200倍,这在之前从未见过,”领导这一研究,加州大学圣地亚哥分校神经科学系主任Mark Tuszynski说,“轴突也比之前研究发现的增长了10倍,更重要的是,这些轴突的再生带来了明显的功能改善。”

  原文检索:

  The mouse lymph node as an ectopic transplantation site for multiple tissues.

  Komori J, Boone L, Deward A, Hoppo T, Lagasse E.

  Nat Biotechnol. 2012 Sep 23. doi: 10.1038/nbt.2379.

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