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“复活”猪脑后又突破?猪死亡后1小时重要器官功能可被恢复

时间:2022-08-05 08:36:03 来源: 中华财经网 作者: 中华财经 阅读:88

  几十年来,科学家一直在寻找保护细胞和器官免受中风、心脏病发作或呼吸停止后可能发生的氧气剥夺。2019年,耶鲁大学的内纳德·赛斯坦(Nenad Sestan)等人曾用再灌注手段成功地让猪脑“复活”了6小时。

  8月3日深夜,赛斯坦等人在《自然》杂志上撰文描述了一种名为OrganEx的系统,该系统使氧气能够在猪的全身进行再循环,从而在心脏骤停一小时后,能成功保存细胞和器官的功能和活性。

  值得一提的是,因OrganEx技术扭转了细胞和器官长时间缺血的有害影响,器官移植领域的一大难题——移植器官的保存,从而也可能会从中受益。器官移植会有新的突破吗?OrganEx能否摆脱伦理的枷锁真正造福人类?

  2019年,一群耶鲁大学的科学家曾用一种名为BrainEx的技术打破了世界对“死亡”的认知。

  这种叫BrainEx的系统,让猪在死亡4小时后,大脑成功“复活”,并维持了6小时。消息一出,举世震惊,而当时模糊生死边界的神经科学家内纳德·赛斯坦(Nenad Sestan),在三年后的今天又成功地把BrainEx的升级版OrganEX带到我们眼前。

内纳德·赛斯坦(Nenad Sestan)

  这一次,他要复活的是整个猪身体的循环系统。OrganEx到底为什么会这么神奇?

  恢复猪全身细胞和重要器官的功能

  如果没有氧气,哺乳动物的细胞会很快地死亡。但矛盾的地方在于,给被剥夺氧气的细胞恢复氧气也会导致压力和损伤——这种现象被科学家称为再灌注或再氧合损伤。

  为了解决这个问题,科学家在再灌注技术领域奋斗了多年。近日,耶鲁大学的赛斯坦团队根据三年前的BrainEX系统升级打造出了OrganEX系统,对心脏骤停的猪再次动了手,这一次他们试图“复活”猪全身的重要器官。

OrganEx技术和工作流程概述

  在这个研究中,研究人员优化了再灌注所需的灌注液,改变了其中所含的冷冻保护剂和抗生素等。他们使用计算机控制的系统将灌注液泵入猪的全身,该系统涉及灌注泵、氧合器和血液透析装置,能够保持灌注液中电解质和其他必需分子的稳定水平。

  紧接着,研究人员将OrganEx与一种更传统的心肺替代装置ECMO进行了功能上的比较,ECMO是一种体外膜氧合系统,能将猪自身的血液携带上新鲜的氧气再泵入体内。

  他们让猪心脏骤停,并在猪死亡后将它们放置了一小时,然后对他们进行了六个小时的全身再循环和再氧合。

灌注方案中的循环和血液/灌注特性

  研究表明,ECMO不能完成所有器官的恰当灌注,研究人员发现许多较小的血管已经发生了塌陷。相比之下,OrganEx系统的使用能达到完全再灌注的效果,同时维持稳定的耗氧量,并且研究人员没有检测到典型的缺氧电解质紊乱和异常酸性体液。

  他们还对猪的脑、心脏、肺、肝、肾和胰腺组织进行了深入地分析,结果显示,与ECMO相比,OrganEx灌注后细胞的破坏减少,并且有更多证据表明了OrganEx灌注促进了细胞的修复过程,比如在猪的肾脏细胞中,出现了细胞增殖的现象。

  总之,研究人员通过这项研究发现,OrganEx表现出能保存组织完整性、减少细胞死亡、并恢复多个重要器官(如心脏、脑、肝脏和肾脏)中特定的分子和细胞过程,这个方法或有望增加移植器官的可用性,是一个非常有前景的突破。

  他们曾“复活”过一颗死去的猪脑

  在进行当前研究之前,赛斯坦的小组曾开发了一种名为BrainEx的技术,可以在长达6小时的缺氧后恢复猪脑细胞中某种程度的代谢活动,让猪脑“复活”。

《自然》杂志对这项研究的介绍

  “复活猪脑”这个神奇构想是怎么来的?

  这个构想来源于20世纪初,科学家试图通过实验让大脑在心脏停止跳动之后还能继续保持活动,但这件事实施起来比较困难。

  有意思的是,之前还有研究表明,人死后很久,从大脑中取出的细胞仍然可以进行正常活动,比如说制造蛋白质。

  基于这些发现,赛斯坦有了个大胆的想法——他想要弄清在生命体死亡数小时之后,还能够让整个大脑“复活”吗?

  于是他带领着团队的小伙伴,到实验室附近的一家屠宰场购买了32头猪的猪头用来做实验。

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