Jacob Hanna教授在子宮外培育小鼠胚胎的方法入圍了《Science》雜誌的年度突破獎。他實驗室的另一項研究使我們離培養用於移植的人體器官又近了一步。
距離用培養的器官來移植並拯救生命仍有一條漫長的路要走。然而Jacob Hanna教授在幹細胞方面的研究正在為實現這個目標鋪路。
來自以色列魏茲曼科學研究院（Weizmann Institute of Science）分子遺傳學系的Hanna和他的團隊已經找到了一種方法，可以在比以前更早的時期培養出人類幹細胞。不僅如此，他們創造的幹細胞能力更強，這意味著他們能夠更有效地與宿主融合。這大大提高了獲得所謂跨物種嵌合體的機會：允許一種生物的細胞在另一種生物中發育並產生重要的作用。
最近發表的研究結果表明，現在可以培養出非常早期的人類細胞，然後成功地整合到小鼠體內，這是因為它們處於未分化或「單純」的狀態，可以發展成身體中的任何類型的細胞，包括其他幹細胞。此外，研究人員制定了一個流程，可以顯著提高這些細胞整合的效率（或能力）。提高我們創造和研究這些細胞的能力，在未來可用於將細胞（甚或可能是器官）從一種動物轉移到另一種動物，其中也包含了人類。
Hanna的實驗室在2013年取得了突破性地進展，他們率先將人類幹細胞注射到小鼠體內，並顯示它們可以成功整合到後者正在發育的胚胎中。在這項研究首次發表的8年後，Hanna和他的團隊認為他們可以再更進一步，嘗試生產更早期「純粹」單純的幹細胞來運用於類似的步驟。當他們在考慮這個想法時，Hanna知道這幾乎是不可能實現，雖然不是完全不可能。漢娜說：「我們在小鼠中生產類似細胞的經驗告訴我們，在這過程中一定需要挑戰許多障礙。」
這些細胞通常受到遺傳以及表觀遺傳的影響而不穩定，最終它們不會分化得太好，而這是正常胚胎發育的關鍵，也是它們融入另一個動物胚胎的先決條件。事實上，在物種間轉移的細胞中，只有大約1-3%的細胞能夠真正整合並為發育做出貢獻。
為了提高效率，新研究中研究人員抑制了另外兩個訊號傳遞路徑，以產生具有穩定基因組、且相對較少的基因調控故障的單純人類幹細胞，最重要的是它們能完美地分化。研究人員還突變了一個有助於基因組穩定的重要基因，這使得幹細胞不僅有能力而且更具有競爭力，能夠很好地整合而不對宿主造成傷害。Hanna總結說：「我們找到了一種使人類幹細胞更有能力和競爭力的方法，與我們過去所能做到的相比，成功轉移的機會增加了約五倍。」
之前的研究顯示，人類單純幹細胞可以分化成原始生殖細胞（primordial germ cells，卵子或精子細胞的祖細胞），而本研究中產生的完全單純幹細胞也可以分化成胚胎外組織、胎盤和卵黃囊細胞，維持發育中的胚胎。例如，這種細胞可以作為開發合成胚胎的來源，而不需要捐贈的卵子。Hanna解釋說：「用小鼠幹細胞達到這種狀態是特別難以完成的，而人類細胞顯然是不同的。」
這也許是研究人員找到最令人驚訝的發現：找出人類和小鼠幹細胞行為之間的差異，以及不同狀態的單純細胞之間的差異。這些差異揭露了在讓開發「訂製器官」的夢想成為現實之前仍需進行的工作。
根據Hanna的說法，瞭解這些差異將是克服幹細胞研究和應用領域所面臨的無數問題的關鍵。例如，如果將來我們希望在豬身上培養用於人體移植的胰臟，我們就必須考慮到物種之間在演化上的巨大差異，首先我們可以從了解小鼠和人類的差異開始。就目前而言，Hanna和他的團隊似乎已經朝著這個方向邁出了建設性的一步。
資料來源：
https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/naïve-they-get
