突破性医疗技术：“一次接触”即可修复人体组织！

嘿老头tnc829do 2017-08-10

展开全文

导读

最近，美国俄亥俄州立大学的科研人员开发出一项新技术：组织纳米转染（TNT）。它能够根据医疗需要，在病患体内生成任何类型的细胞。这项技术有望用于修复受损组织，或者恢复老化组织的功能，这些组织包括器官、血管和神经细胞。

关键字

细胞、芯片、医疗

背景

今天，我们首先要介绍一个非常重要的前沿领域和新兴学科：再生医学。

对此，前几天笔者在《修复器官和控制药物释放，新型智能水凝胶前景广阔！》一文中有所提及：香港科技大学的研究团队研发出全新的全蛋白质感光智能水凝胶，它可以盛载生物细胞及组织，例如干细胞等再生医学的重要组件。

我们将“再生医学”拆解为两个词“再生”和“医学”，“医学”这个一词相信大家都不陌生，那么“再生”一词代表什么呢？它是指促进创伤与组织器官缺损生理性修复，进行组织器官再生与功能重建。

与笔者之前介绍的众多创新科技和新兴学科相似，再生医学也是一门跨学科的前沿领域，涉及生命科学、材料科学、临床医学、计算机科学和工程学等学科。它利用这些学科的理论和方法，研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理，寻找有效的生物治疗方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能。

创新

突破性医疗技术：“一次接触”即可修复人体组织！

（图片来源于：俄亥俄州立大学Wexner医疗中心）

当然，我们今天介绍的创新科技成果也是与再生医学相关。最近，美国俄亥俄州立大学 Wexner 医疗中心和俄亥俄州立大学工程学院联合开发出一项新技术：组织纳米转染（TNT）。它能够根据医疗需要，在病患体内生成任何类型的细胞。这项技术有望用于修复受损组织，或者恢复老化组织的功能，这些组织包括器官、血管和神经细胞。

突破性医疗技术：“一次接触”即可修复人体组织！

（图片来源于：俄亥俄州立大学Wexner医疗中心）

俄亥俄州立大学再生医学和细胞疗法中心的主任 Chandan Sen 博士和俄亥俄州立大学工程学院的化学和生物分子工程教授 L. James Lee 共同领导了这项研究。

这项有关再生医学的研究成果发表于《Nature Nanotechnology》期刊。

技术

首先，我们一起看看TNT技术的组成。它主要有两个关键部分：第一是基于纳米技术的芯片，它可以为活体内的成体细胞输送物质；第二则是设计出用于细胞转化的特殊生物物质。Sen和Lee的实验室的博士后研究员、生物工程和普通外科助理教授、论文第一作者 Daniel Gallego-Perez 称，这种物质通过芯片输送，可以将成体干细胞从一种类型转化为另外一种类型。

突破性医疗技术：“一次接触”即可修复人体组织！

（图片来源于：俄亥俄州立大学Wexner医疗中心）

这项技术的工作流程大致如下：医疗人员首先会将这种载有特殊基因编码或者特定蛋白质的芯片，放置到皮肤上，然后会通过一个小电流在组织中创建通道。DNA或RNA被注入这些通道，并在那里生根且开始重新编程细胞。

最后，我们再看看实验研究的过程。研究人员将老鼠和猪作为研究对象，将皮肤细胞重新编程，变为严重受伤、缺少血液流动的腿部的血管细胞。第一周，活跃的血管细胞出现在受伤的腿中；第二周，受伤的腿获救了。在实验室测试中，这项技术还能够将活体中的皮肤细胞重新编程为神经细胞，然后注入脑部受伤的老鼠中，帮助它们从中风中恢复。

价值

这项创新技术有助于心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、恶性肿瘤、阿尔兹海默病、帕金森病、先天性遗传缺陷等医学难题的攻克，另外它仅依赖于病患自己的细胞，而不是依赖于外来的药物成分进行治疗。

接下来，让我们看看专家们都是如何评论的吧。Chandan Sen 博士表示：

“通过使用我们研发的新型纳米芯片技术，受伤和损坏的细胞能够被替换。我们展示了皮肤是一片沃土，我们可以在那里生长出任何正在衰退的器官中的成分。”

俄亥俄州立大学综合创伤中心的执行董事 Sen 表示：

“这令人难以想象，但是它已经得到实现，在98%的时间中成功工作。通过这项技术，我们只需要一次接触，就能将皮肤细胞转化为任何器官的成分。这个过程只需不到一秒钟的时间，而且是无创的，然后你就可以离开了。芯片并不会和你待在一起，而细胞则开始重新编程。我们的技术能够让细胞在免疫监视下，保持在体内存在，因此无需进行免疫抑制。”

突破性医疗技术：“一次接触”即可修复人体组织！