马里兰州团队新的理念为人类移植器官的发展铺平了道路

发表在《干细胞报告》的一篇新论文中，马里兰州大学的 博哈姆 特卢古 （Bhanu Trougu）等人首次证明，新建立的猪干细胞注射到胚胎后，只对感兴趣的器官(胚胎肠道和肝脏)的发育作出了贡献，为干细胞和器官移植奠定了基础。特卢古的初衷，就是利用干细胞的潜力来应对终端疾病，否则需要器官移植，要么完全避免器官移植的需要，要么为可移植的人体器官的生长创造一个新的方法。仅在美国，每天就有20人死于器官衰竭，这完全是因为缺乏可供移植的器官，因此迫切需要找到一种为移植患者提供器官和治疗方案的新方法。在这篇论文中，特卢古和他的团队正在分享他们在猪宿主中生长完全可移植人体器官的第一步。

Credit: Edwin Remsberg, UMD

“本文实际上是使用干细胞第一次从猪身上，证明它们实际上可以注射到胚胎中，只进入肝脏等内胚层靶器官，这对于提供安全的方案是非常重要的，”特卢古说，“这是一个重要的里程碑。这在某种程度上是一个白日梦，因为很多事情都需要解决移植器官需要不足的问题。但本文为今后的研究奠定了基础。我们不能就这样开始人体实验，所以在本文中我们从猪到猪的转移开始，和干细胞一起工作。细胞并将它们放回其他猪体内，跟踪这一过程，以确保肝脏生产是安全的，以此作为概念的证明。“

特卢古和他的团队代表他的公司RBI在UMD生物科学日举办了这项工作，并在2018年获得了发明者奖和UMD年度发明奖。为了保护知识产权，特卢古与UMD技术商业化办公室(OTC)合作，获得专利，并为额外的筹资工作打开大门，以便在临床前和临床阶段开展这项技术。马里兰州干细胞基金会为推进这项工作提供了一些资金，特卢古感谢马里兰州资助了人类干细胞领域的这项技术。

“有许多末期病例，人们需要某种器官替换，如器官衰竭和退化的疾病，无法用药物治愈，”特卢古解释说。“传统的模式是寻找捐赠器官，但截至今天，仍有数千名病人在等待移植，无法跟上需求。研究人员很长时间以来一直认为干细胞可以帮助解决这个问题，而这些干细胞有能力进入特定的器官，而不是任何血统的器官。在这种情况下，你可以分化细胞，并把它们放在需要它们的地方，以帮助拯救一个患病的器官，消除移植的需要，或至少为病人争取一些时间。仅仅是制造人类肝脏并从新生仔猪早期收集它们，仅仅肝细胞(肝)细胞每年就有30亿美元的机会。将来，我们可以进行器官移植，首先移植肝脏，然后观察其他感兴趣的器官。“

据特卢古说，这与目前研究人员用来在猪身上制造供体器官的其他方法相比，有着明显的优势，因为特卢古和他的团队所使用的器官实际上是人类的干细胞，因此移植后更有可能被接受。“移植排斥甚至在人类和人类之间也是相当常见的，”特卢古说，“如果这是一个正常的问题，你可以想象一个猪的器官怎么会很难被接受，并且在本质上可能不能发挥相同的功能。猪的蛋白质可能功能不同，所以对于其他实际上没有完全生长人体器官的方法来说，这仍然是一个巨大的障碍。”

这项工作有潜力解决器官衰竭和其他退行性疾病的一个主要问题，这就是特卢古和他的工作的全部内容。“作为一名经过培训的兽医，我们总是看到问题，并试图找到解决办法，”特卢古说。“大多数动物科学家都是通过寻找解决方案来运作的，因此，将研究和创业结合起来，将其推向市场是必要的。我们是地球上少数几个在这个领域开展工作的团体之一，我们在马里兰州有一支伟大的胚胎学家团队来完成这项工作。我们拥有独特的地位，能够通过基因组编辑和干细胞生物学方面的专门知识来完成这一任务，并且能够用本文证明这一概念是朝着我们的目标迈出的第一步。”

更多信息： "Extra-embryonic endoderm (XEN) cells capable of contributing to embryonic chimeras established from pig embryos," Stem Cells Reports, DOI: 10.1016/j.stemcr.2020.11.011