普通外科

全新技术为恢复衰竭器官功能铺平道路

作者:佚名 来源: Medical Xpress 日期:2017-05-16
导读

         加州大学旧金山分校的科学家们用快速的电力刺激肝细胞,已经证明了将细胞移植到器官中来治疗疾病的全新方法。

关键字:  器官移植 

        加州大学旧金山分校的科学家们用快速的电力刺激肝细胞,已经证明了将细胞移植到器官中来治疗疾病的全新方法。

        研究人员说,由于该技术为新引入的细胞提供了一个友好的环境,它可能会显著提高移植的干细胞的存活率,以恢复衰竭的肝脏,心脏或肺的功能,并且有一天可以缓解供体器官的严重短缺。研究小组研究的结果出现在2017年5月15日发表的BioTechniques杂志上。

        干细胞治疗的成功主要取决于新细胞在靶区域中存活和增殖的程度。但作者说,在宿主器官中建立丰富的新细胞群体仍然是困难的。

        “我们的研究处于早期阶段,”UCSF外科系助理教授,论文的主要作者Tammy T. Chang博士说。 “我们已经表明,我们可以为新细胞创造友好的环境,对该操作价值的全面论证将在我们可以引入干细胞恢复患病肝脏和其他器官功能的时候再具体展示。

        高效细胞移植的主要障碍是未能为新细胞提供空间,以保持病态的宿主器官如肝脏的功能,Chang说道,他提到非功能性细胞阻断新移植细胞的形成。Chang先生率先开发和测试首先清除宿主细胞,为移植细胞腾出空间的新方法。

        为移植细胞创造空间的技术

        新的手术方法使用称为不可逆电穿孔或IRE的技术,以微秒电脉冲杀死一部分肝细胞,创造一个口袋,用于将新细胞移植到器官中,并没有附带损伤。

        Chang将IRE引导到麻醉小鼠肝脏上的选定位点,准备将细胞移植到器官中。电脉冲扫描所需的口袋,同时不会损害称为细胞外基质的细胞之间的重要结构,这为新细胞生存提供了关键的支持。 IRE程序仅触发治疗组织中的最小炎症和瘢痕形成,这是新细胞可以建立的主要原因。

        Chang说:“炎症通常会在愈合过程中产生瘢痕组织,而这种环境对新细胞是敌对的。 “我们发现,在某些环境下,IRE可以杀死器官细胞,而不会引起炎症,留下一个环境——一个契机,对于新细胞来说,这是很有利的,因此我们相信建立这个契机是新细胞有效移植的关键。”

        在使用IRE在小鼠肝脏中创造友好的契机之后,Chang将肝细胞或肝细胞簇移植到空间中。肝细胞建立健康的群体,两周后仍然存在。

        Chang发现,与IRE治疗相比,IRE预处理改善了移植细胞的移植成功率。

        细胞恢复患病器官的功能

        完全开发,该技术可用作微创干细胞移植手术,以再生受特定类型细胞缺陷影响的器官,如终末期肝,肾,心脏和肺部疾病。

        IRE已被用于消融肿瘤,但都是用相对较高的电压和数量的脉冲。对于移植细胞,Chang使用了明显较低的设置,从而为细胞提供了所需的空间,但保留了它们之间需要生存的结构。

        IRE战略是由研究合作者加州大学伯克利分校博士鲁宾斯基博士于2005年发明的。它已经被商业化为Nanoknife,并用于治疗数千名癌症患者的其他不可切除的肿瘤。 Rubinsky说,但是其移植的潜力使其处于非常有希望的新方向。

        Rubinsky说:“Tammy已经开创了使用IRE的全新外科手术。” “它可能对干细胞移植有更大的影响,而不是用于治疗癌症。”

        Chang再说,再生医学领域仍然是一个谜,她的工作也不例外。例如IRE技术甚至如何能够清除宿主细胞,这还是不清楚的。

        “我们不知道IRE是如何杀死细胞的,而且我们不知道免疫系统如何清除死亡细胞。了解这两种情况对于提高移植成功率至关重要。”

        一些证据表明细胞凋亡是程序性细胞死亡的正常过程。但其他证据表明,某些电性环境可导致一种类型的细胞死亡,引发炎症并破坏细胞外基质,这是该程序旨在克服的问题。

        Chang说。 “我们希望建立电性参数的最佳组合来推动对细胞凋亡的反应,我们正在努力开创再生手术,我认为这是一个很有潜力的方法。”

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