特拉維夫大學Sagol再生生物技術中心(Sagol Center for Regenerative Biotechnology)的研究人員首次設計了3D人體脊髓組織,并將其植入長期慢性癱瘓的實驗室模型中。結果非常令人鼓舞:模型中,恢復行走能力的成功率約為80%。
現在,研究人員正在為下一階段的研究做準備:人類患者的臨床試驗。他們希望在幾年內,工程組織將被植入癱瘓的人體內,使他們能夠重新站起來走路。
研究人員表示,這項技術是基于對患者腹部脂肪組織進行小活檢。這種組織與人體內的所有組織一樣,由細胞和細胞外基質(包括膠原蛋白和糖等物質)組成。在將細胞從細胞外基質中分離出來后,研究團隊使用基因工程對細胞進行了重新編程,使它們恢復到類似于胚胎干細胞的狀態——即能夠成為體內任何類型細胞的干細胞。
從細胞外基質中,團隊研發了一種個性化的水凝膠,植入后不會引起免疫反應或排斥反應,然后團隊將干細胞封裝在水凝膠中。在模仿脊髓胚胎發育的過程中,再將細胞變成了包含運動神經元的神經元網絡3D植入物。
隨后將人類脊髓植入物植入實驗室模型中,分為兩組:最近才癱瘓的一組(急性模型)和長期癱瘓的一組——相當于人類癱瘓一年的時間(慢性模型)。植入后,100%的急性癱瘓實驗室模型和80%的慢性癱瘓實驗室模型都恢復了行走能力。
研究人員表示,模型動物經歷了一個快速的康復過程,最終它們可以很好地行走。這是世界上首個植入工程人類組織在長期慢性癱瘓的動物模型中產生康復的例子。
全世界有數百萬人因脊髓損傷而癱瘓,目前還沒有有效的治療方法。還有些人在很小的時候就受傷了,注定要坐在輪椅上度過余生,承擔所有與癱瘓有關的社會、經濟和健康相關成本。
研究人員表示,研究的目標是為每個癱瘓的人生產個性化的脊髓植入物,使受損的人能夠再生沒有排斥風險的組織。
研究人員希望在未來幾年內,這項技術可以達到人體臨床試驗階段,最終讓這些患者重新站起來。
題為“Regenerating the Injured Spinal Cord at the Chronic Phase by Engineered iPSCs-Derived 3D Neuronal Networks”的相關研究論文發表在《先進科學》上。
前瞻經濟學人APP資訊組
論文原文:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105694