《Science Advances》韓國打造新型人造血管平臺 避免異種移植排斥反應

2021/08/26
《Science Advances》韓國打造新型人造血管平臺 避免異種移植排斥反應
近日,韓國科學技術研究院與首爾大學器官移植中心研究團隊合作開發生物人造血管。該血管可模擬人類血管功能和特性,研究人員則進一步驗證人造血管可否異種移植成功。並建立一種血管循環平臺,重現人體血液循環系統。
近日,韓國科學技術研究院(KIST)與首爾大學(SNU)器官移植中心研究團隊合作開發了生物人造(bio-artificial)血管。該血管可模擬人類血管的功能和特性,研究人員則進一步驗證人造血管可否異種移植(xenotransplantation)成功。並建立一種血管循環平臺,以重現人體血液循環系統(blood circulation system)。該研究刊登於《Science Advances》。
 
一般來說,人造器官(artificial organ)或醫療器械(medical device)移植所發生的免疫排斥反應(immune rejection reaction)與移植過程中引起的血塊和血管阻塞相關。現今技術還無法事先預測移植手術是否成功,尤其是除了實際模擬血管環境外,沒有任何方法能檢測凝血(coagulation)情況。
 
為了在移植前檢驗凝血狀況,研究團隊開發了一種人造血管。其方式為,將液態水凝膠(hydrogel)倒入由膠原蛋白和纖維蛋白(fibrin)製成的管狀模具中,於37℃下固化後再壓縮,此研究成果可模擬實際血流和血壓條件。該結構需培養血管內皮細胞7至21天,也因內皮細胞能夠穩定附著,不到3天就能生產,顯著減少實驗時間。
 
另外,研究團隊開發的人造血管平臺不僅在體外進行測試,也使用動物模型進行體內實驗。研究人員培養藉基因工程製造的豬的血管內皮細胞,開發人造豬血管,隨後進行體外循環模擬實驗。再來,也使用移植豬血管的小鼠模型進行體內實驗,以模擬人體免疫反應。
 
藉由透過體內與體外實驗觀察的排斥反應進行評估,以證明使用基因工程開發的血管能有效抑制急性排斥反應。該研究也顯示出基因改造豬應用於低排斥反應捐贈來源的潛力。
 
現今因器官移植的捐贈市場短缺,利用異種移植的研究正在進行中。而利用豬為器官供給來源的優點之一是批量生產的成本較低。然而,異種移植後可能會發生的免疫排斥反應,正努力透過基因工程,開發專門用於異種移植的豬以克服障礙。
 
科學技術研究院Youngmee Jung博士表示,人造血管平臺不僅在結構上與真實血管相似,也能模擬血管的物理與生物特性。該研究開發出模擬人體循環系統的環境,可作為醫療或研究單位用來篩選新藥與免疫治療媒介的臨床前工具。
 
參考資料: https://www.news-medical.net/news/20210825/New-artificial-blood-vessel-platform-for-predicting-organ-transplant-rejection.aspx

(編譯/實習記者 蕭宇軒)