科学家们在猪死后一小时使细胞复活

这项技术有一天可能会用于人体器官。

科学家们使用一种名为OrganEx的系统来恢复死猪的细胞功能

猪已经死了一个小时了,但它们的心脏、大脑和肝脏的细胞还在跳动。

多亏了一种名为OrganEx的新系统,科学家们现在可以通过将动物与泵、过滤器和流动液体组成的系统连接起来,使新近死亡的猪的垂死器官存活下来。这个过程不能恢复动物的大脑功能,也不能把猪从遥远的世界拉回来;相反,它确保了动物重要器官的某些细胞功能继续运转。

科学家在8月3日发表在《自然》杂志上的一项新研究中报告称,未来,该系统可能会用于帮助保存和恢复用于移植手术的捐献人体器官。这一过程可以通过逆转捐献器官的缺血(器官因供血不足和供氧不足而受损)的影响来扩大可供移植的器官数量。

理论上,这种设备也可以用于治疗中风或心脏病发作时发生的缺血。

然而,这项技术短期内不会应用于活人或捐献器官。

在猪身上进行的概念验证实验表明,在血液停止流向某些器官后,OrganEx系统可以恢复某些器官的一些细胞功能,但器官之间的恢复程度不同。

在我们接近在遭受缺氧损伤的人类身上进行这样的实验之前,我们需要更详细地研究不同器官的缺血性损伤的程度。这意味着器官因缺氧而损伤。

OrganEx是如何工作的

这项新研究建立在2019年发表在《自然》杂志上的前一项研究的基础上,在该研究中,研究人员使用同一系统的较小版本,在一只在生产食物时被斩首的猪的大脑中恢复一些细胞和代谢活动。

这个更小的系统被称为BrainEx,它将充满Hemopure的液体泵入大脑的血管中。Hemopure是一种蛋白质血红蛋白的合成形式,在红细胞中携带氧气。这种液体还含有防止血栓形成和细胞通过“凋亡”过程自毁的化合物。将这种液体泵入大脑,可以防止器官肿胀,就像人死后通常会发生的那样,并允许某些细胞功能在断头后持续四个小时。

细胞实际上并没有我们想象的那么快死亡,这基本上为干预提供了可能性。换句话说,如果科学家能尽快介入,他们就能拯救一些细胞免受厄运。

在他们的最新工作中,该团队基本上扩大了他们的BrainEx系统,可以一次灌注整个猪的身体。

这种扩大规模的系统使用了一个类似心肺机的设备,它在手术中通过向全身泵送血液和氧气来接管心脏和肺的角色。研究小组使用这种设备将猪血和改良版的人工合成的拯救细胞的液体泵入死猪体内。他们的合成溶液含有13种化合物,旨在抑制炎症、阻止血凝块形成、防止细胞死亡和纠正缺血时出现的电解质失衡。

为了测试OrganEx,研究小组在被麻醉的猪身上诱导心脏骤停,然后在一个小时后,他们将动物连接到该设备上。他们比较了用organex处理的猪和用体外膜氧合系统(ECMO)处理的猪,ECMO只将含氧血液泵入动物体内。

六个小时后,研究小组发现ECMO没有向动物的所有器官充分灌注血液,许多血管都塌陷了,就像动物死后通常会发生的那样;ecmo处理的动物也表现出广泛的出血和组织肿胀迹象。相比之下,OrganEx降低了细胞死亡的程度,并改善了全身组织的保存。

更重要的是,接受organex治疗的猪在大脑、心脏、肺、肝、肾和胰腺中显示出细胞修复的迹象,在6小时的实验中,这些重要器官保留了某些细胞和代谢功能。尤其是心脏,显示出了电活动的迹象,并且能够收缩。对猪的心脏、肾脏和肝脏的进一步检查也显示,参与细胞修复的特定基因在器官中被激活,而在ecmo处理的猪中没有。这告诉我们,即使在死亡一小时后,细胞的死亡也可以停止,多个重要器官的功能也可以恢复。

这一结果暗示,有一天,OrganEx或该系统的组成部分可以应用于缺血的治疗和移植器官的保存,特别是在“循环死亡后捐献”的情况下,即捐献的器官在移植前一段时间内被剥夺了血液循环。但同样,在该系统应用于任何一种环境之前,还需要更多的研究。

在后续工作中,研究团队希望更好地了解OrganEx如何、在哪里以及在多大程度上恢复了不同动物器官的细胞功能。此外,他们还需要评估他们的合成溶液是否以及如何适合用于人体组织。在考虑在活人身上使用该系统之前,必须解决伦理和实际问题。

你必须考虑,‘如果一个人因缺血而严重受损,你给他进行灌注,使他的部分(而不是全部)受损恢复到什么状态?’在这项研究的基础上,拯救和维护器官以供移植是一个更接近、更现实的临床目标。

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投稿时间:2022-08-05  最后更新:2022-08-05

标签:细胞   器官   液体   大脑   血液   心脏   身上   动物   功能   系统

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