“此次研究還意味著也許可以人工制造任何器官,腎、肝、肺、胰腺等,凡是你想得到的,我們都有信心造出來。”
美國明尼蘇達大學心血管修復中心的桃瑞絲·泰勒(Dorisa.Taylor)教授不久前給全球220萬心力衰竭患者帶來一絲希望:她和自己的團隊在實驗室中成功培養出人造老鼠心臟,這一科學突破的論文發表在今年1月的美國《自然一醫學》雜志上。
泰勒這樣評價這項試驗:“取之自然,渾然天成。”她和團隊先對死鼠心臟中原有細胞進行清洗,只留下心室、血管及心臟瓣膜等心臟結構,隨后注入一只新生鼠體內未發育完全的心臟細胞,增添富有營養的溶液,讓這顆死亡心臟在實驗室無菌環境中生長。四天后,死亡心臟的基本支架與新注入的心臟細胞開始結合。研究人員用一個起搏器調整兩者的結合生長,就像給心臟連接了一個泵,使心臟細胞浸入在液體組織之中,并產生一種模擬的血壓動力。八天后,這顆心臟“起死回生”正常運轉起來,帶動血液循環。
這是全世界首顆在體外可自我生長的活體心臟,如果泰勒的團隊完全成功,那么他們的研究成果也許可以用于人體心臟移植領域:把某一顆人類心臟原有細胞去除后,植入待接受移植者的干細胞,再把長出的新心臟植入他的體內,“新心”會像他被摘掉的“舊心”一樣被滋養、調整和生長。這樣就能大幅降低排異反應,同時解決可移植心臟緊缺的問題。對此,泰勒表示:“我們的目標是用患者的干細胞來建造新心臟。而且,此次研究還意味著也許可以人工制造任何器官,腎、肝、肺、胰腺等,凡是你想得到的,我們都有信心造出來。”
對于泰勒團隊取得的進展,相同領域的另一位女科學家持有保留態度。澳大利亞昆士蘭大學生物工程和納米技術學會的安尼塔·托馬斯博士表示:“我們需要看到這些人造心臟植入動物體內一段時間后的效果。”
托馬斯博士的謹慎是必要的。人類的現代心臟移植手術只有40年的歷史,而利用自體細胞在實驗室培育出人類器官組織的組織工程學研究不過開展20多年,人類在這一方面取得的進展十分有限。2006年4月,美國科學家成功地在實驗室培育出再生膀胱,并且順利移植到7名患者體內。由于人造器官要解決神經支配和血液循環系統的問題,還要保證器官受大腦支配,肌肉可以收縮,因此目前科學家只能制造像膀胱這樣結構簡單的人體器官,并且也只是用人造的一小塊膀胱組織來代替患者體內受損的部分膀胱。而像肝臟這樣有幾十種以上細胞的人體器官,目前的技術仍無法完整復制。
2006年10月,英國紐卡斯爾大學的研究人員與美國專家合作,把嬰兒臍帶血中分解出的干細胞放在一個生物反應器里,這種生物反應器是美國航空航天局(NASA)用來模擬失重狀態的工具。干細胞在失重狀態下迅速繁殖,科學家隨后又向容器里投放荷爾蒙和不同化學物,最終使干細胞轉變成了肝臟組織。但那并不是完整的肝臟,因為直徑不到2.5厘米。研究人員計劃在5年時間內,使人造肝臟組織可以用于修復肝臟組織,從而使那些因為受傷、疾病、酗酒等原因導致肝臟受損的人們受益。如果發展順利,不出15年,利用實驗室培育出來的人造肝臟進行整個肝臟移植手術就將成為現實。
在人造心臟方面,加拿大多倫多的一所大學在1998年就宣布打算用10年時間培育出可供移植的人造心臟,徹底終結心臟移植手術供體短缺等一系列問題。如今大限將至,這個大學似乎仍處于研究階段。巧合的是,這一次泰勒也對外表示計劃“10年后”造出人體心臟,大家拭目以待。