為補足器官移植需求 科學家以基因編輯技術培育人豬混合胚胎

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美國索爾克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies) 在《細胞》(Cell) 期刊上宣布以基因編輯技術成功把人類幹細胞,注入體外培育的豬早期胚胎,再將合成的胚胎植入代理孕豬的子宮內,隨後部份胚胎在豬體內存活時間長達3週以上。科學家成功培育出「人豬嵌合胚胎」,胚胎成功生成含有人類細胞的器官與組織,如心臟、肝臟、神經元等之前體。

利用基因編輯技術 混合人豬細胞

培育嵌合胚胎分為兩個階段。首先,利用基因編輯技術刪除豬胚胎內形成器官的關鍵基因,創造遺傳「空缺」;其次,把人類誘導多能幹細胞注入豬胚胎內。從人類體細胞中直接獲得的誘導多能幹細胞,和胚胎幹細胞一樣具有分化為各類胚胎的能力。科學家把三種不同狀態的誘導多能幹細胞植入豬囊胚中,最後獲得2075個可用混合胚胎,並將其植入 41 頭 代理孕豬子宮內。最終這些囊胚經過 21~28 天發育,有 186 個依然存活,而且一些胚胎顯示其中的人類細胞開始分化,並順利發育成各種類型組織的前體。

人豬嵌合體的倫理爭議
研究人員表示,雖然之前已有科學家在老鼠身上做過類似實驗,可是豬的器官尺寸、生理與解剖構造都更接近人類。這不僅是首次在豬胚胎中成功培育人獸嵌合體,也是首次在大型動物身上培育可供移植的「人體器官」的大突破。由於培育人獸嵌合體的實驗,存在巨大的倫理爭議,因為理論上此類實驗可能會製造出具備人類特質,甚至是擁有「人類大腦」的特殊動物。但研究人員表示在新實驗培育的混合胚胎中,並不包含腦細胞的前體細胞,而只存在供發育成人類肌肉組織和其他組織器官的前體細胞。況且研究團隊只讓混合胚胎在母豬體內發育21~28天後,就終止培育過程,以評估該技術的安全性和有效性。

填補器官移植需求
研究人員認為,未來人豬嵌合胚胎能夠幫助藥物測試,模擬一些人類遺傳疾病的早期發病過程。而未來的努力方向,是找到在豬體內形成特定人體器官的方法,或者嘗試將有較大患者需求的幹細胞注入豬胚胎。而且由於誘導多能幹細胞直接來自需要器官移植的患者,所長出的器官移植後產生的免疫排斥風險將大幅降低。這項工作的最終目標是在動物體內培育出具備功能性、可供移植的人類器官,從而解決等候器官移植的病患數目與日俱增,但礙於捐贈來源有限,供需之間的缺口越來越大的難題。

 

參考文獻

Human–pig embryo made

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7639/full/542009b.html

 

作者

江 盛之

擅長觀察生技及醫療時事,並關心國際間最新醫療科技動態與發展,運用淺顯易懂的說明方式,讓讀者快速閱讀並理解。

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