3.4.7 应用再生医学

3.4.7 应用再生 医学

作为现代医学重要的一部分,再生医学旨在通过替代缺失或修复功能缺陷受损的细胞、组织或器官,促进机体再生,进而帮助机体恢复或者建立正常的功能。目前,供体来源匮乏、移植后的免疫排斥反应等因素致使临床器官移植具有局限性。而类器官具备体外扩增的能力,并有着发展成为整个器官的潜能,可以为临床的再生移植提供丰富的个体来源细胞,具有许多在临床治疗方面的潜在价值[122]

1.肺类器官移植

类器官的原位及异位移植近年来逐渐成为再生医学的一大研究热点。许多研究将类器官移植应用于多种动物疾病模型,显示了多种组织来源的类器官都可应用于再生医学并具有巨大的治疗潜力。

目前,类器官移植应用于疾病治疗的可行性已在结直肠、视网膜、肝脏等类器官相关实验中初步验证[123,124]。同时,也有许多研究证实肺类器官移植对于治疗慢性气道疾病具有一定的作用。例如,Phuong-Uyen Dinh等成功地将人肺类器官经尾静脉注射植入无胸腺裸鼠体内,并在移植后小鼠的肺脏及肝脏中发现了人肺细胞。这些细胞在肺组织中特异性表达肺泡细胞(AQP5、SFTPC)、分泌细胞(SCGB1A1)和上皮细胞(EPCAM)标志物[125]。Alyssa Miller等将hPSCs来源的芽尖祖类器官移植到受损小鼠肺部的气道中,并在存活小鼠的气管及支气管中观察到表达SOX2的人类细胞的植入,其中约75%的细胞具有产生黏液的表型,约13%的细胞具有纤毛细胞特征,约0.5%的细胞具有神经内分泌细胞特征[126]

2.肺类器官与工程技术结合

不同种类的类器官在所包含的细胞类型及组织模式上具有较大的差异,目前的类器官技术很难复刻具有复杂生理结构的机体组织[127]。组织工程学为类器官应用于再生医学带来了新的发展前景,生物支架可以支持细胞的生长、增殖、分化以及移植物的血管形成,同时也可以提供附着点防止细胞从植入部位脱离[128]

Briana Dye等比较了体外生长及接种在生物人工微孔聚丙交酯-共乙交酯支架上的肺类器官分化效率。研究者将类器官在支架中培养5~7天后移植到小鼠的附睾脂肪垫中。实验结果显示,在支架中培养的类器官在移植后均具有成熟气道样结构,而在对照组中并没有观察到这一特征。因此,人工支架为肺上皮的植入和存活提供了关键支持,支架和体内环境的结合确保了肺类器官上皮细胞的生长和成熟[29]

除了将组织工程学技术与类器官技术相结合应用于再生医学领域外,基因工程学技术也可被应用在类器官移植领域。类器官技术可以与CRISPR-Cas9基因组编辑技术结合并应用于肺部疾病的研究,包括生成肺类器官疾病模型以及治疗遗传性疾病等[129]

(陈晔光、李思奇、饶栓、周泽豪、门碧莹、张盈欣、席莹、曹议元、伍炜杰)