中国科学家将人-猪嵌合胚胎，在猪体内成功产生人源肾脏
中国科学家在猪体内培养胚胎人源肾脏达28天。图片来源：J. WANG ET AL/CELL STEM CELL 2023
近日，中国科学院广州生物医学与健康研究院的研究人员成功制造出包含人细胞和猪细胞的嵌合胚胎，并且将其移植到代孕母猪体内28天后，发育中的人源肾脏结构和肾小管形成正常。这是科学家第一次在另一个物种体内成功培养出一个实体人源器官，尽管之前的研究已经使用类似方法在猪体内培养出血液或骨骼肌等人体组织。9月7日，相关论文刊登于细胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell Stem Cell上。
将人类干细胞整合到猪胚胎中一直是一个挑战，因为猪细胞比人细胞更具竞争力，而且猪细胞和人细胞有不同的生理需求。为此，研究人员首先利用CRISPR技术改造了单细胞猪胚胎，使其缺失肾脏发育所需的两个基因，从而在猪胚胎中创造一个空位，使人细胞不必与猪细胞竞争；其次，研究人员改造了人类多能干细胞，并将其培养成了类似于早期人类胚胎细胞的“天然”细胞。然后，研究人员为人细胞和猪细胞分别提供独特的营养和信号，从而成功培养出嵌合体。总的来说，研究人员共将1820个胚胎移植给了13头母猪，在25天或28天后终止妊娠并提取胚胎，以评估嵌合体是否成功产生了人源肾脏。
通过分析5个嵌合胚胎（植入后25天的2个和植入后28天的3个），研究人员发现它们具有发育阶段结构正常的肾脏，并且由50%~60%的人类细胞组成。25~28天，肾脏进入中肾期（肾脏发育的第二阶段），形成了小管和细胞芽，这些最终将发育成连接肾脏和膀胱的输尿管。这项技术或许有望经过进一步优化后用于人体器官移植，未来研究人员还计划在猪身上培育其他人体器官，包括心脏和胰腺。
