人類細胞在小鼠器官中生長的實驗進展與倫理考量

科學家在小鼠器官中成功培育人類細胞,推進了人類與動物嵌合體的研究。這一進展可能使專家更接近於定制培養人類器官以進行移植的目標,這對於拯救無數生命具有巨大潛力。

“嵌合體”或“馬賽克動物”是指含有來自兩種不同物種細胞的生物,這一概念並不陌生。生物學家早已認識到創造嵌合體的可能性。其中一個著名的例子是1984年報導的“geep”,這是一種山羊-綿羊嵌合體,具有山羊的頭部和綿羊的毛絨身體。

通常創造嵌合體的方法是將多能幹細胞(可發育成多種組織類型的細胞)從一種物種移植到另一種物種的胚胎中。隨著技術的進步,研究人員現在致力於創造人類與動物的嵌合體,這可能提供前所未有的人類組織發展研究窗口。

根據《自然》最近的報導,這一過程充滿挑戰。將人類幹細胞引入動物胚胎的常規方法往往導致細胞存活率低和整合時間短。然而,研究人員最近提出了一種令人驚訝且潛在“改變遊戲規則”的新方法。

他們不再直接將個別幹細胞注入小胚胎,而是將預成熟的三維人類組織模型(稱為器官類)直接注入懷孕小鼠的羊水中。來自德克薩斯大學MD安德森癌症中心的Xiling Shen和來自Terasaki生物醫學創新研究所的Qiang Huang領導了這一大膽的實驗。

研究團隊在實驗室中從重編程的幹細胞生長出“人類器官類”(小腸、肝臟和大腦的迷你器官),然後將這些器官類直接注入懷孕小鼠的羊水中,這些小鼠懷有早期胚胎。值得注意的是,研究人員甚至不需要穿刺胚胎壁就能引入人類細胞,懷孕小鼠隨後將胚胎帶到足月。

正如Shen所承認的,這是一個“瘋狂的實驗”,結果出乎意料。然而,僅僅幾天後,人類細胞就開始滲透進正在發育的小鼠胚胎中。這些細胞明顯地在其目標器官內增殖。腸道器官類進入腸道,肝臟器官類進入肝臟,大腦器官類進入大腦皮層。

《自然》報導稱,“在小鼠幼崽出生一個月後,研究人員發現大約10%的幼崽在腸道中含有人類細胞,這些細胞約佔腸道細胞的1%。”雖然在肝臟和大腦中的比例較低,但這些人類細胞的功能卻至關重要。例如,人類肝細胞能夠產生人類白蛋白,這是一種常見的肝臟蛋白。這些細胞並非短暫存在;它們在出生兩個月後仍然存在,顯示出相當的穩定性。

這一新技術在香港舉行的國際幹細胞研究學會會議上發表,標誌著一個重要的進步。然而,隨著研究的深入,尤其是在人類細胞比例增加的情況下,對於人類類似認知的倫理考量將變得愈加重要。

這些並非新問題;早在2021年,一個美中團隊報導創造了人類-猴子嵌合胚胎,引發了類似的重大倫理辯論。該團隊表示,仍需進一步研究。然而,這一“瘋狂”的實驗可能會導致未來器官短缺的問題不再存在。

這一旅程充滿複雜性,必須在驚人的科學潛力與深刻的倫理責任之間取得平衡,但拯救無數生命的承諾繼續驅動這一開創性研究的發展。

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Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。