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哪里可以投注中超比赛,再生医学新发现:菠菜叶能培养人类心肌组织

2019-12-22 18:22:34    来源:板升资讯    

哪里可以投注中超比赛,再生医学新发现:菠菜叶能培养人类心肌组织

哪里可以投注中超比赛,多吃菠菜不但有利心脏健康,现在菠菜叶还能用来培养心脏组织。

从表面上看,植物和动物之间简直有天壤之别。然而,美国伍斯特理工学院(wpu)的研究人员却发现,从结构上看,动物血管和植物维管有着惊人的相似性。既然如此,我们能否把这种相似性利用起来,用叶子培养人类心脏组织呢?wpu的研究人员正是这么做的。

虽然在生物组织工程学领域,3d打印展现出了巨大的潜力,但实验室培育的器官依然只是纸上谈兵,因为实验室无法复制组织生长所需的细胞运输系统。而考虑到器官移植的需求远远超过供给状况,这个问题亟待解决。

在组织生长所需的氧、营养物质和关键分子的运输方式上,植物与人类截然不同,但植物或许能提供一条解决问题的途径——不论这听上去有多么离谱。比如,叶脉也呈现出管道由粗至细的分叉式网状结构,与人类心血管系统如出一辙,其组织架构也为各项不同的功能提供了条件。

另外,研究作者表示,作为植物细胞壁组织的主要成分之一,纤维素不仅具有生物相容性,而且广泛用于再生医学领域,如软骨组织工程、骨组织工程和伤口愈合等。有鉴于此,我们何不作一探究,看能否用植物建立起一个心血管系统,为实验室培育的组织供血?

“我们希望能利用菠菜的叶脉,为在叶子上培养的细胞提供营养物质和氧。”wpu生物医药工程学教授格伦·高德特(glenn gaudette)表示。他说,最终目标是将其应用于心血管治疗领域,帮助心脏病患者。“我们想在这些叶子上培养心肌,并往叶脉中注入血液,这样一来,从理论上说,我们就可以将叶脉与心脏里的原生动脉缝合起来,得到可以取代坏死组织的收缩肌。”

不过,在动手尝试之前,wpu团队必须确认一件事:心肌细胞能否粘附于植物叶片上,以及能否在叶片上进行收缩运动。

考虑到菠菜随处可见,加之其叶脉网络的排布方式和密度,以及茎的粗壮程度,研究人员决定将菠菜作为模式生物来研究。为了在叶片上培养活的人类心肌细胞,他们先得将植物细胞悉数剥离,即进行一个“脱细胞”流程,具体做法是将一种洗涤溶液灌注到叶脉中。

“之前,我给人类心脏做过脱细胞。当我看到菠菜叶的时候,它的茎让我想起了主动脉。”第一作者约书亚·格尔谢拉(joshua gershlak)说,“于是我就想,何不试试直接从茎开始灌注。我们不确定能不能成,结果发现,这样做不但很简单,而且可复制。”

为确保脱细胞处理后的菠菜叶能支持人类血细胞的流动,研究人员先往菠菜脉管系统中灌注了液体和血细胞大小的微珠,然后才用人类血细胞做实验。他们发现,人类细胞可以粘附在叶子上,并连续收缩了21天。在此期间,它们的外形和运动方式与心肌细胞如出一辙,格尔谢拉说。

实验期间,研究人员还成功对其他植物进行了脱细胞处理,从而为其他特定组织的再生研究铺平了道路。

“菠菜叶也许更适合高度血管化的组织,例如心肌组织,而凤仙花的茎属于圆柱形中空结构,可能更适合动脉移植。”几位作者指出,“相比之下,木本植物的维管束由于强度较硬,呈几何形,也许适用于骨工程学。”

虽然这些旨在证明概念的实验取得了成功,但研究人员表示,目前距离临床应用“还有很远的距离”。他们在研究中指出,至于如何将植物维管与人类原生血管结合起来,他们尚不清楚。虽然经过脱细胞处理后,纤维素具备了生物相容性和生物降解性,但人体对整个脱细胞植物组织的反应依然是未知数。另外,虽然在24小时之后,细胞能够附着在叶脉系统的内部,但完整可运作的内皮化过程(即在血管和心室内形成厚度为一个细胞的内壁)仍有待验证。

尽管如此,从多个层面上看,这项概念验证研究还是展现出了光明的前景,尤其是在经济成本与环境领域。

“利用植物组织架构的良性化学环境,我们或许能解决复杂人工合成材料的局限性与高成本问题。”研究者说,“通过适合的种植方式,加之对环境的控制,我们可以轻松培育植物。通过将环境友好型植物组织与基于灌注法的脱细胞操作相结合,我们证明,预血管化组织工程支架的可持续解决方案是可以找到的。”

该研究由wpu与威斯康辛大学麦迪逊分校以及阿肯色州立大学琼斯博罗分校协作完成。论文发表于《生物材料》期刊。

翻译:雁行

来源:news atlas

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