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Mar. 06 2018

實驗室中的人羊混種--揭露詳情

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    實驗室中的人羊混種--揭露詳情

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這項突破將幫助研究人員更了解如何培養用於醫療移植的人類器官。

這個豬胚胎在發育早期被注射人類細胞後,存活時間已達四週。這項實驗於2017年上半年發布成果時就登上新聞頭條;如今,研究人員已改良實驗程序,以綿羊進行實驗。PHOTOGRAPH COURTESY JUAN CARLOS IZPISUA BELMONTE

科學家在2月中旬宣布,他們用2017年一項爭議性突破為基礎,製造出了第二個成功的人類與動物混種:細胞組成有0.01%來自人類的綿羊胚胎。

法律規定這些胚胎不可發育超過28天,不過它們將能幫助研究人員更了解如何培養用於醫療移植的人類器官。

在美國,每小時有六個人加入全國器官移植等候名單,而每天則有22名在等候名單上的人死亡。光是在美國境內,每年就有超過10萬人需要心臟移植,但只有約2000人獲得移植。

 

↑↑↑↑↑ 在馬里蘭大學(The University of Maryland)醫學院拉斯.博多夫(Lars Burdorf)的實驗室裡,豬肺呼吸時會過濾人類血液。

因此,研究人員正在研究如何以人工方式提高器官供應量。有些人試圖在實驗室中3D列印器官,其他人則研究人造機械性器官,還有些人正在製造「喀邁拉」(chimera)--兩個物種的嵌合體,並希望能在豬或綿羊體內培養人類器官。

越來越像人

為了製造喀邁拉,研究人員需要分離一種動物的幹細胞,幹細胞是可在體內發育為任何型態的細胞。然後他們將一個物種的幹細胞注入另一物種的胚胎--這是一項十分困難的程序。

當胚胎的DNA受到干涉而無法發育出一個特定器官時,那麼被植入的幹細胞就能取而代之。如此一來,研究人員就能在其他動物體內培養人類器官,例如用活豬培養人類肝臟。

 

↑↑↑↑↑請觀看這部動畫,了解基因編輯技術如何操作。

研究人員於2017年利用這項方法成功在大鼠體內培養小鼠的胰臟,並顯示罹患糖尿病的小鼠接受這種胰臟的移植後,能治癒糖尿病。研究成果發布後隔天,索爾克研究所(Salk Institute)的研究人員宣布,他們在豬胚胎內注射人類幹細胞後,能讓豬胚胎存活28天。

幹細胞專家讚揚這項人-豬研究,但他們也提醒,豬胚胎內的人類細胞比例為10萬分之一,若要成功進行器官移植,這個比例仍舊太低。

2月中旬,美國科學促進會(American Association for the Advancement of Science)在德州奧斯丁舉行了2018年年會。加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)的研究人員巴勃羅.羅斯(Pablo Ross)於會中宣布,他與同事已經微調這項實驗程序:將綿羊胚胎內的人類細胞比例提高至萬分之一。

羅斯在一場新聞簡報中說:「我們認為,這樣的比例或許依然不足以製造一個器官。」根據《衛報》(The Guardian)報導,胚胎需含大約1%的人類細胞,才能將器官成功移植到人類體內。此外,為了預防免疫排斥反應,還需要額外步驟來確保豬或綿羊的DNA已去除殘留的動物病毒。但這項研究顯示我們在製造更多可用器官方面又進了一步。

衍生的倫理道德影響

羅斯說,如果這項研究獲得更多資金,就能加快進展。目前美國國立衛生研究院(The U.S. National Institutes of Health)禁止公眾資助人類-動物混種研究,不過該院在2016年曾表示可能會取消這項禁令。(目前私人贊助者已資助初期研究。)

隨著研究持續進行,倫理審查也絕對會更嚴格。羅斯與同事承認他們的研究確實具爭議性,但他們也說他們行事很謹慎。

史丹佛大學 (Stanford University )研究人員中內啓光(Hiro Nakauchi)與羅斯合作進行研究,他在會議中說:「目前人類細胞的比例非常少,這並不是一頭長著人臉或人腦的豬。」中內補充說,研究人員正在努力讓人類細胞於預定區域增生,確保這些細胞不會在動物的腦部或性器官中生長。

對羅斯而言,他認為越來越多樣的器官研究方法能讓我們抱持樂觀態度。

「這些研究方法都具有爭議性,而且沒有一種方法是完美的,但它們為每天垂死掙扎的人們帶來希望。」他說。「我們必須探索所有可能的選擇,為病魔纏身的人提供器官。」

 

撰文:Michael Greshko

編譯:涂瑋瑛

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