植物維管束取代血管 科學家用菠菜葉培養心臟組織

文/生醫觀點Alma

人造血管難度高,成爲打造新器官的阻礙

爲了解決臨牀上器官移植的問題科學家嘗試實驗室培養各種組織甚至是整個器官,然而要培養一個有作用的器官,不僅僅是養出一堆細胞而已,還必須要解決血液輸送的問題。有血管才能輸送氧氣養分,藉以維持一個組織的生長以及功能。然而要建立複雜的血管網絡是一件非常困難的事情,尤其是寬度只有約5-10微米的微血管

使用植物脈管當血管,成功培養出心臟組織

Worcester Polytechnic Institute(WPI) 的一組團隊已經成功的將菠菜葉轉變爲會跳動的心臟組織,他們使用植物中的微小管束網絡來充當血管運輸。科學家表示,植物與動物透過完全不同的方式來運輸水分化學物質以及大分子物質,然而,運輸的管路竟如此的相似實在讓人驚訝。研究領導人Joshua Gershlak表示,當他看到菠菜葉的枝幹時,就覺得長的實在很像主動脈,菠菜有很密集的脈管,就跟心臟組織一樣。科學家使用菠菜葉,將葉子組織的部分去除,只留下將葉子接在一起的纖維結構。植物纖維是個在實驗室中十分好運用材質,因爲他被研究的很透徹,而且可以與活組織相容。爲了使用這些菠菜現有的脈管,科學家將清潔溶液注入其中,將植物的細胞沖洗出來。當植物細胞都去除乾淨後,纔將人類心肌細胞種在葉片的脈管結構上,幾天之後,心肌細胞開始自主性的收縮,就跟在人體中一樣。

植物支架打造新器官,有望解決移植醫學問題

Joshua Gershlak表示,他們成功的使用菠菜的脈管來取代血管,供給養分給各處的心肌細胞,解決養分運輸的問題,成功製作出具有功能的心臟組織。這些又平又薄的組織,可以推疊成更大塊的心臟組織。他們堅信這個研究可以幫助更多心臟受損的人,即使目前這個研究還只是個初步的概念,而植物組織移植進入人體是否會引發排斥反應,目前也無從得知。然而他們正努力地找出讓人工培養的心臟組織,與真正的心臟能夠合而爲一個方法。除此之外,他們也嘗試使用其他種植物,爲不同的器官挑選出適合的相對應的植物,好比,木材的結構或許就可以用於建構骨骼

Joshua Gershlak的團隊其實並不是第一個使用植物來培養人體組織的團隊,在去年,加拿大的一個機構發表了一篇研究,使用蘋果切片成功培養出人類的耳朵。或許,植物會成爲器官移植醫學中,不可或缺的好幫手

資料來源:

http://www.sciencealert.com/scientists-have-turned-spinach-into-working-human-heart-tissue

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