《新聞焦點》
全球首例幹細胞培育出活心臟
降低器官排斥風險

【本報綜合報導】美國科學家已運用幹細胞技術,首次在實驗室中培育出人類心臟,全球第一枚以患者幹細胞在實驗室中培育的人工心臟,可望在一週內生成。美國明尼蘇達大學再生醫學專家日前宣布好消息,他們將需要移植心臟患者的幹細胞,注入處理過的人類心臟支架,若順利,這枚人工心臟將在未來一週出現心跳。此研究為日後培養個人替代臟器奠定重要基礎。

明尼蘇達大學這批科學家由朵瑞絲泰勒博士(Dr. Doris Taylor)領軍,他們從八位捐贈者遺體取出心臟,在實驗室以界面活性劑洗去心臟細胞,取得有「鬼心」(ghost heart)之稱的膠原蛋白支架。再將取自需換心者的數百萬顆年輕幹細胞注入支架,經過一段時間,這群幹細胞會附著上支架、分裂至特定數量,心臟即能自主搏動。

研究基地在美國的泰勒進行這項最新研究時,為獲得足夠捐贈心臟,遠赴豬心來源豐富的西班牙。泰勒說:「我們離培育出移植用的心臟還很遠,但我們已為人類器官移植開了一扇窗。」泰勒日前在於紐奧良市舉行的「美國心臟病學學會」年會,宣布研究進程,她說:「這批人工心臟還在發育,我們希望未來一週內就能看到它們出現搏動跡象。」泰勒指出,其研究能突破移植手術兩大瓶頸,一是器官捐贈數不足,另一是複雜的排斥現象。以換心者自體幹細胞培養出的新心臟,植入人體後產生排斥的機率可望下降。

照再生醫學界現有研究速度,泰勒認為,製造全器官移植用人工心臟的技術,終有一天會發展純熟。她的團隊就利用過鼠心及豬心洗出支架,再注入人類幹細胞,幹細胞最後都順利快速分裂,使人工心臟獨立跳動,搏動力量甚至達正常心臟的 25%,但光是人工心臟獨立跳動已是團隊的一大勝利。

但要利用訂造器官進行自體移植也有重重障礙,以心臟為例,最大困難是如何透過複雜血管輸送足夠的氧到其他器官,以及如何確保心臟的跳動節律正確。

若技術成熟,人類能用自己的幹細胞培養個人替代臟器,肺、肝、腎都不成問題。幹細胞除能從嬰兒出生時的臍帶血取得造血幹細胞外,也可從成人組織,如骨髓取得的間葉幹細胞,脂肪組織、皮膚組織和軟骨都是「成體幹細胞」來源。

泰勒的研究還有一項令人興奮的發現,就是人類心臟細胞會隨著附著支架不同,改變其功能,如移入肝臟支架,心臟細胞就作用得像肝細胞,較不像心臟細胞。

泰勒團隊的成績非一枝獨秀,美國耶魯大學生物醫學工程學教授尼克拉森去年在《科學》期刊發表報告,其團隊用和泰勒類似方法,育出數枚老鼠肺臟;上個月,美國北卡羅萊納州的再生醫學教授索克也用動物肝臟支架,育出迷你尺寸的人類肝臟。



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