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使用干细胞生长的肠移植物可能导致儿童个性化移植

弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute),大奥蒙德街医院(GOSH)和UCL大奥蒙德街儿童健康研究所(ICH)的开拓性科学家已经使用来自患者组织的干细胞种植了人类肠道移植物,有一天可能会为患有肠道疾病的儿童进行个性化移植根据今天(9月7 日,星期一)在《自然医学》上发表的一项研究,这种方法失败了。

使用干细胞生长的肠移植物可能导致儿童个性化移植

小肠功能衰竭的儿童无法吸收对其整体健康和发育必不可少的营养。这可能是由于疾病或小肠受伤所致。

在这些情况下,可以通过称为肠胃外营养的过程为儿童静脉注射食物,但这会带来严重的并发症,例如线感染和肝衰竭。如果出现并发症或情况严重,这些孩子可能需要移植。但是,缺乏合适的供体器官,手术后可能出现问题,例如身体拒绝移植。

在他们的概念验证研究中,研究团队展示了如何将取自患者的肠干细胞和小肠或结肠组织用于实验室中重要的小肠内层的生长,从而具有消化和吸收肽类以及消化食物中的蔗糖。

这是工程化肠所有层进行移植的第一步。研究人员希望有一天,实验室培养的器官可以为传统的供体移植提供一种安全且持久的替代品。

我们迫切需要找到新的方法来照顾没有工作肠的儿童,因为随着年龄的增长,父母营养可能会引起并发症。我们已经制定了在实验室中生长一层肠的过程,这使我们向能够为这些患者提供一种再生医学的形式迈进了一步,这种再生医学使用了自己组织中产生的材料。这将减少移植患者面临的一些风险,例如免疫系统攻击移植物。”

克里克干细胞与癌症生物学实验室资深作者,组长李维安博士

研究人员从12名患有肠功能衰竭或有患病风险的儿童中进行了小肠活检。然后在实验室中,他们刺激活检细胞生长为“小肠”,也称为肠类器官,在4周的时间内从每位患者中产生了超过1000万个肠干细胞。

研究人员还从接受基本手术以切除肠道部分的其他儿童那里收集了否则将被丢弃的小肠和结肠组织。使用实验室技术,从这些组织中去除了细胞,留下了形成支架的骨架结构。

研究人员将“小肠”放在这些脚手架上,然后在此结构上生长以形成活体移植物。由于特定的培养条件,干细胞变成了小肠中存在的许多不同类型的细胞。移植物能够消化和吸收肽,蛋白质的组成部分,以及将蔗糖消化成葡萄糖。

“尽管这项研究目前正在实验室中,但我们正在集中精力使之成为现实且安全的治疗选择,”资深作者NIHR教授,GOSH小儿外科顾问兼干细胞与再生医学外科负责人Paolo De Coppi教授解释说。 UCL大奥蒙德街儿童保健研究所(ICH)的科。

“重要的是,我们已经证明,可以使用结肠组织来构建支架,而不仅仅是小肠组织。在实践中,通常更容易从结肠获取组织,因此这可以使该方法更加可行。这是再生医学迈出的重要一步,我们对这对患者意味着什么感到乐观,但是在我们能够安全有效地将这种方法转化为治疗方法之前,还有更多的研究要做。”

研究人员还证明,从儿童身上获得的活组织检查可用于生长功能正常的肠移植物,并且还证明了该移植物在移植到小鼠体内后能够存活并成熟。

通过运用我们在肠干细胞生物学方面的基础科学知识,我们开发了一种时间高效且与临床相关的方法来重建人类小肠移植物。既然我们已经显示出小规模的移植成功,接下来的关键步骤将是开始生长肠道的其他层,例如肌肉和血管,同时扩大我们的方法来创建与个体相关的可行移植病人的需求”。

Laween Meran,胃肠病学注册机构首席作者,Crick和ICH的干细胞和癌症生物学实验室的临床研究培训研究员

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