必一运动Bsports官方网站入口 - 医学突破:人工培育造血干细胞不用再等骨髓
必一运动Bsports官方网站入口 - 医学突破:人工培育造血干细胞不用再等骨髓配型了很多白血病和骨髓衰竭等血液疾病患者都在等待骨髓移植(或造血干细胞移植),但并不是所有人都能配型成功。即使进行了移植手术,免疫细胞仍可能会对移植细胞发起攻击,导致严重并发症甚至死亡,这又需要服用抗免疫。
科学家一直在实验室中尝试培育可移植的造血干细胞,而澳大利亚皇家儿童医院和墨尔本大学的研究人员在这一领域领先。
他们在2017年首次成功在实验室制造出造血干细胞,到2019年首先成功批量培育造血干细胞,经过7年的努力,最近他们又有阶段性的进展,他们成功在实验室制造出可供移植的造血干细胞,移植到有免疫缺陷的小鼠身上,成功治愈了免疫缺陷的小鼠。近日,多家机构联合将这项突破性成果发表在《自然·生物技术》上。
研究人员从病人身上提取血液细胞或皮肤细胞等各类成体细胞,通过人类诱导多能干细胞技术(iPSCs),把特定的转录因子(如Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)引入成体细胞中,通过这些转录因子的作用,引发细胞的重新编程,使成体细胞重新获得类似于胚胎干细胞的分化潜力和修复受损组织的能力。
人类诱导多能干细胞具有类似干细胞的分化能力,能够在外部引导下分化为多种类型的细胞,比如上海长征医院利用它再造胰岛组织治愈糖尿病,浙江大学利用它再生内耳毛细胞治疗神经性耳聋。
研究人员发现把培养出的人类诱导多能干细胞放在视黄醇乙酸酯培养基的环境中,它们就能转化为造血干细胞(iHSC),这种人工造血干细胞与人类血液干细胞极为相似,可以继续分化产生与人类胚胎中非常相似的红细胞、白细胞和血小板。红细胞对氧气运输至关重要,白细胞是我们的免疫防御系统,而血小板通过引起凝血来阻止我们出血。可以说他们在实验室中造出了“脐带血”。
其实单论培育成功,该团队在2017年就已经在实验中制造出了造血干细胞,但科学研究不能只靠运气,他们用了两年才完全掌握培育过程,获得批量生产的能力(移植成功率与移植数量有关)。又过了5年,他们让培育出的造血干细胞具有足够的活性和正常的分化功能。
为了检验这些培育出的造血干细胞的效果,并模拟医院的治疗环境,他们先将这种造血干细胞冷冻保存,等解冻后注射进患有免疫缺陷的小鼠(模拟患血液疾病的患者),结果有50%的小鼠体内成功转化成了功能性骨髓,能为小鼠持续提供健康的血细胞,整体治疗效果与脐带血移植效果相当。而且由于这种造血干细胞来自病人自身的体细胞,还可以有效降低免疫排异风险。
澳大利亚弗林德斯大学癌症创新中心的西蒙·康教授表示,新方法的一个关键优势是可以扩大规模,从而“永无止境地供应血液干细胞”。但他补充说,这项工作基于血液或皮肤细胞,成功率和血细胞的多样性取决于初始细胞类型。
“在许多方面,对于骨髓衰竭且药物治疗无效的患者来说,移植本身就是一个治愈过程,因此这取决于潜在的疾病”澳大利亚默多克儿童研究所埃德·斯坦利教授说。
在通过放疗、化疗等方式治疗白血病、淋巴瘤等癌症时,会先完全破坏掉人骨髓中原有的异常造血细胞,然后移植骨髓或干细胞来获得新的、健康的骨髓或造血干细胞,新的造血干细胞能够产生健康的血细胞,就能治疗白血病和骨髓衰竭等一系列血液疾病。
脐带血中含有丰富的干细胞,但很少能找到合适的捐赠者,并且异体移植还可能因身体免疫引起排异反应,新方法减少了对捐赠者的依赖以及身体排斥的风险。
这种技术一旦成熟,就能从根本上解决白血病和骨髓衰竭等一系列血液疾病,病人无需再苦等骨髓配型和移植了,用自己的细胞培养就行,这样连排异并发症的问题也解决了。要是再和基因编辑技术结合起来,那么还能根治遗传性血液疾病。未来,这项研究可能也会为患有白血病和骨髓衰竭症的儿童带来个性化的治疗方案。
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