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如何把一头死猪变成「活猪」?耶鲁大学团队更新体外灌注系统,或有助于实现长时间、远距离的器官移植

 生辉 2022-08-04 发布于甘肃


俗话说“人死不能复生”,这句话不单指人类,一切生物在死亡之后都不能恢复生命。正常情况下,哺乳动物细胞需要氧气来维持细胞和组织的活力。而在生物死亡并缺血后的几分钟内,细胞内酸中毒和水肿迅速发生,并引发细胞膜和细胞器的继发性损伤,继而导致细胞死亡。

然而,一项新的研究或将有助于绕开细胞死亡。来自耶鲁大学的一组研究人员开发了一种被称为 OrganEx 的技术,该技术不仅能够在受损器官中启动细胞修复机制,甚至在死后也能恢复细胞活动。

8 月 3 日,该研究小组于 Nature 杂志发表了最新论文,在 OrganEx 的帮助下让一头死于心脏骤停的猪在其死亡后一小时内,其体内细胞成功恢复活性。研究人员认为,接下来 OrganEx 可以进一步提供更有效的器官移植方法和缺血治疗。

(来源:Nature

“细胞不会在(生物)死后立即死亡,这为干预措施带来了可能性。通过这项研究,我们已经证明,如果干预得当,细胞就不必死亡,”该论文作者之一,来自耶鲁大学的神经科学家 Zvonimir Vrselja 表示。

OrganEx 是一种体外灌注技术,其能够将氧气和血液再循环到细胞和组织中,这样它们即使在生物死亡几个小时后也能保持功能。OrganEx 系统由灌注装置和灌注液共同驱动。前者通过模拟心脏和肺功能,将后者泵入全身。

在这种合成的、无细胞、细胞保护性灌注液中,含有被称为 Hemopure 的合成血红蛋白和许多其他防止血液凝固和细胞腐烂的分子,其中 Hemopure 为红细胞提供氧气并迫使它们保持功能。为了演示这项技术,研究人员对一头猪进行了麻醉,并最终让猪死于心脏骤停。

图丨OrganEx 技术图解(来源:Nature

在它死亡一小时后,研究人员使用 OrganEx 技术进行干预。六个小时内,研究人员注意到细胞和器官功能恢复了。Vrselja 在研究论文中写道:“在显微镜下,很难区分健康器官和死后接受过 OrganEx 技术治疗的器官。”

有趣的是,他们还在心血管系统中检测到电信号,这表明猪心脏即使在经历心脏骤停和死亡后也会继续收缩。

该项实验证明,OrganEx 能够有效恢复因缺乏血液和氧气供应(缺血)而受损的器官中的细胞和组织。此外,基于这种方法,即使在生物死后,其细胞和组织也可以保存更长时间。研究人员进一步建议,一旦该技术在人类器官水平上取得成功,其将可以用于远距离器官移植。并且,其不仅限于单个器官移植,该技术还将具有同时保存多个身体器官的潜力。

我认为这项技术对于取出后的器官实现更长时间的保存有很大帮助。您可以从已故捐赠者那里取出器官,将其连接到灌注技术上,然后也许经过很长一段时间才将其运送到接受者手中,”论文作者之一,来自耶鲁大学的资深研究学者 Stephen Latham 表示。

事实上,OrganEx 是一款经过优化的“高级”产品。早在 2019 年 4 月,该团队已在 Nature 期刊发表题为 Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem 的研究论文,发布了第一代体外灌注系统 BrainEx。该系统用于促进缺氧恢复,减少再灌注损伤,防止水肿,并代谢支持大脑的能量需求。通过这个系统,研究人员在猪已经没有脑电活动的情况下,成功恢复了血管扩张、神经胶质炎症反应、自发性突触活动和活跃的大脑代谢。

现在,研究人员将期待基于 OrganEx,进一步恢复大型哺乳动物的全身功能。他们认为,尽管该方法在猪身上取得了成功,但在人类身上进行测试之前,还需要进行更多的研究。


参考资料:

1.https:///10.1038/s41586-022-05016-1

2.https:///10.1038/s41586-019-1099-1



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