仿真心脏让人类“起死回生”有望!

2014-1-8 17:58| 发布者: chenl| 查看: 1099| 评论: 0

摘要: 在美国,平均每34秒就有一位患者死于心脏病,目前有500万名患者遭受着心脏衰竭。目前,美国科学家采用人类干细胞成功培育可以跳动的老鼠心脏,有望未来用于培育人类移植器官。从老鼠体内摘取的心脏组织剥离其细胞,进行人类干细胞培育生长,最终可恢复老鼠心脏跳动。美国匹兹堡大学杨雷(音译)博士称,一半以上的心脏病患者不适用于当前的医学治疗,并且缺少捐赠的移植器官。目前,科学家聚焦于再生医学和组织工程学,寻找新的方法来解决这一问题。使用干细胞疗法能够替换心脏疾病受损的身体组织,或者整个器官,有望对心脏病患者带来希望。

在美国,平均每34秒就有一位患者死于心脏病,目前有500万名患者遭受着心脏衰竭。目前,美国科学家采用人类干细胞成功培育可以跳动的老鼠心脏,有望未来用于培育人类移植器官。


从老鼠体内摘取的心脏组织剥离其细胞,进行人类干细胞培育生长,最终可恢复老鼠心脏跳动


图c,是老鼠心脏的培养基;图d,是显微镜下心脏组织结构

科学家造就“鼠坚强”! 心脏起死回生


这颗老鼠心脏是从老鼠体内摘取,并剥离老鼠细胞,之后在老鼠心脏上培育人类干细胞,最终使老鼠心脏恢复跳动,该创新技术有望使用干细胞为患者培育移植器官。

这种成体特殊细胞是诱导多功能干细胞(简称为iPS细胞),它起到类似胚胎的作用,能够在人体内发育成为任何类型的细胞。通常情况下iPS细胞可用于治疗多种疾病,其中包括:糖尿病、帕金森氏综合症等。iPS细胞不是控制疾病症候,而是再生遭受病患的器官。该项最新研究发表在最新出版的《自然通讯杂志》上,是科学家首次实现剥离老鼠自身细胞代替人类心脏前体细胞,并最终恢复老鼠心脏组织再次跳动。

未来可能出现个性化iPS细胞用于人类器官移植,同时,也可以培育出心脏和其它器官用于实验室测试药物反应。心脏病是英国居民最大的疾病杀手,每年导致近7.4万人死亡,平均每天死亡200名心脏病患者。同时,美国平均34秒死亡1位心脏病患者,500多万人遭受心脏衰竭。

美国匹兹堡大学杨雷(音译)博士称,一半以上的心脏病患者不适用于当前的医学治疗,并且缺少捐赠的移植器官。目前,科学家聚焦于再生医学和组织工程学,寻找新的方法来解决这一问题。

使用干细胞疗法能够替换心脏疾病受损的身体组织,或者整个器官,有望对心脏病患者带来希望。

科学探索 百变鼠秀!

聪明“鼠宝”智闯迷宫受追捧 原是大脑被植入人类细胞

2013年春天,一群聪明的老鼠因为顺利闯过迷宫并掌握记忆技巧而受到媒体追捧。科学家认为,导致老鼠取得如此佳绩的原因是,在它们出生后不久,它们的大脑就被植入了人类细胞。


美国《科学美国人》月刊网站2013年8月4日指出,但是老鼠心智水平的提高不是来自于其神经元的改善,而是受益于被称为神经胶质前体细胞的人体干细胞。神经胶质前体细胞是不成熟的细胞,它可以变成星形胶质细胞和其他神经胶质细胞,也就是大脑的支持细胞。

报道称,星形胶质细胞能清除过多的神经递质并维持大脑系统的平衡。然而在过去20年中,研究人员开始怀疑,星形胶质细胞可能在认知方面有着更复杂的贡献。上世纪90年代,人们发现这种细胞能使用钙发出一种非电信号。从那以后,一些研究显示,星形胶质细胞同神经元之间有许多相互作用,在某些情况下甚至协调着神经元的活动。

更有趣的是,人类的星形胶质细胞比其他动物的星形胶质细胞大得多(其大小是啮齿类动物星形胶质细胞的20倍),并且它们每一个都同数百万个神经元接触。另一方面,神经元在所有哺乳动物中几乎都是一样的。这些线索意味着,星形胶质细胞是推动人类智力向高等进化的功臣。

报道称,这项2013年3月发表在《细胞-干细胞》杂志上的新研究测试了以上假说。研究人员给老鼠植入一些人体干细胞,这些干细胞在老鼠大脑中发育成人类那种圆胖的星形胶质细胞。这些胶质细胞取代了老鼠自身的星形胶质细胞。在显微镜下接受测试时,这些人类的星形胶质细胞发出钙离子信号的速度至少是老鼠星形胶质细胞的3倍。植入人类干细胞的老鼠能轻松记忆新的物体,很快学会将某些声音或场景同一种不舒服的脚底电刺激相联系,并表现出不同寻常的穿越迷宫的能力。这些心智得到加强的迹象表明,植入人类干细胞的老鼠比普通老鼠或植入本物种神经胶质前体细胞的老鼠都有着更好的表现。英国曼彻斯特大学的神经胶质研究者阿列克谢·韦尔拉茨基说,这些新发现并不见得同星形胶质细胞的支持作用相矛盾。相反,他认为,人类星形胶质细胞拥有的明显优势或许正是它们的“管家”能力带来的。他强调,神经胶质同神经元之间是相互依赖关系。

科学家用老鼠心脏细胞造出人工水母 可水中游动


近日,美国科学家利用老鼠心脏细胞和硅树脂薄膜成功造出世界上第一只人造水母,这只水母在电流的刺激下能够像真正水母的那样,在水中游动。

美国哈佛大学和加州理工学院的研究人员历时4年制造了这只水母。他们说,这只人造水母的八只触角都由硅树脂薄膜构成,水母的中心部分是老鼠的心肌细胞。将人造水母放入水中并通上电流,心肌细胞就会收缩运动,带动人工水母游动,和自然界中水母的运动方式非常相似。

研究人员称,人造水母是根据仿生学原理制成的,能帮助人们更好地认识人类心脏的运动原理。根据人工水母的运动原理,未来有可能开发不需要使用电池的新型心脏起搏器。

科学家重构老鼠造血干细胞 实现旧血变新血

干细胞是生物体所有细胞的源头,可以无限分裂。干细胞分裂时,只有一个细胞保留干细胞,其余则长成人体需要的细胞类型,如造血干细胞。瑞典隆德大学近日在《血液》上刊登研究报告指出,他们已经成功地通过逆转或重构造血干细胞技术使老鼠血液由旧变新。


上述研究报告的主要作者——干细胞生物学博士生马丁·沃勒斯特德特称:“我们身体的老化过程是干细胞随着时间流逝不断变化的结果。一些变化是不可逆转的,如对干细胞中DNA的损害,而一些变化,被称为表观遗传变异,不一定不可逆转。当干细胞被重构,表观遗传变异就被取消了。”

这个发现便是这支研究队伍的研究方法的理论基础,2012年曾获得诺贝尔医学奖。

血液的成分正是其如何老化的例证,年轻人的血液中含有一定的B-和T-淋巴细胞、骨髓细胞。而在老年人血液中,B-和T-淋巴细胞的数量减少,骨髓细胞的数量却增加了。”

正如马丁和他的同事对老鼠所做的实验那样,重构造血干细胞将意味着未来血癌治疗的诸多有趣可能性。干细胞在临床中最常用方法便是骨髓移植,这个过程血液和免疫系统必须再生,而再生的关键因素是骨髓捐献者的年龄。通过逆转骨髓中干细胞的发展过程,或可避免消极的与年龄有关的变化。

即使年迈老鼠和年轻老鼠的血液成分与老年人和年轻人的血液成分极其相似,马丁还是强调称目前这个研究尚处于初级阶段,远远不能用于临床治疗。


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