通过抗死亡的OrganEx技术恢复猪细胞

缺血(血液供应不足)后仅几分钟，细胞内酸中毒和肿胀等细胞过程就会发生，从而引发细胞膜和细胞器损伤。最终的结果是细胞死亡。但是，如果这些过程可以减慢、停止甚至逆转呢?

现在，研究人员描述了一种技术——OrganEx——它可以保持猪的组织完整性，减少细胞死亡，并恢复猪多个重要器官的选定分子和细胞过程。该技术将专门设计的细胞保护液输送到器官和组织，在猪死后一小时内恢复血液循环和其他细胞功能。

作者指出，这些发现可能有助于延长手术期间人体器官的健康状况并扩大供体器官的可用性。

这项工作发表在《自然》杂志上，文章《全身长期热缺血后的细胞恢复》。”

耶鲁大学医学院神经科学副研究员DavidAndrijevic医学博士说：“并不是所有细胞都会立即死亡，而是会发生一系列更持久的事件。”“这是一个你可以干预、停止和恢复某些细胞功能的过程。”

该研究建立在耶鲁大学领导的一项于2019年发表的项目的基础上，该项目利用名为BrainEx的技术恢复了死猪大脑中的循环和某些细胞功能。

“如果我们能够恢复死亡大脑(已知最容易缺血的器官)中的某些细胞功能，我们假设在其他重要的可移植器官中也可以实现类似的功能，”医学博士、哲学博士、教授内纳德·塞斯坦(NenadSestan)说耶鲁大学医学院神经生物学博士。

研究人员将BrainEx的改良版(称为OrganEx)应用于整头猪。该技术由类似于心肺机的灌注装置(在手术期间完成心脏和肺的工作)和含有可促进细胞健康并抑制猪全身炎症的化合物的实验液体组成。麻醉猪在死亡一小时后接受OrganEx治疗，诱导心脏骤停。

在使用OrganEx治疗六小时后，科学家们发现猪身体的许多区域(包括心脏、肝脏和肾脏)的某些关键细胞功能都活跃起来，并且一些器官功能已经恢复。例如，他们发现了心脏电活动的证据，心脏保留了收缩的能力。

“我们还能够恢复全身的循环，这让我们感到惊讶，”塞斯坦说。

他说，通常情况下，当心脏停止跳动时，器官就会开始肿胀，血管塌陷并阻塞循环。然而，接受OrganEx治疗的死猪的血液循环得到了恢复，器官在细胞和组织水平上似乎具有功能。

“在显微镜下，很难区分健康的器官和死后经过OrganEx技术处理的器官，”Vrselja说。

此外，单核转录组分析揭示了器官和细胞类型特异性基因表达模式，反映了特定的分子和细胞修复过程。

与早期的实验类似，研究人员还发现大脑某些区域的细胞活动已经恢复，尽管在实验的任何部分都没有检测到表明意识的有组织的电活动。

当研究小组评估接受治疗的动物时，他们特别惊讶地观察到头部和颈部区域的不自主和自发的肌肉运动，这些动物在整个六个小时的实验中保持麻醉状态。塞斯坦说，这些动作表明一些运动功能得到了保留。

研究人员写道，他们的研究“包括在确定的缺血间隔期间细胞类型特异性变化的综合资源以及跨越多个器官的灌注干预，它揭示了大型哺乳动物在长期全身热缺血后细胞恢复的潜力被低估了。”

他们强调，需要进行更多研究来了解动物明显恢复的运动功能，并且需要其他科学家和生物伦理学家进行严格的伦理审查。

作者表示，OrganEx技术最终可能有多种潜在的应用。例如，它可以延长人类患者器官的寿命，并扩大用于移植的供体器官的可用性。它还可能有助于治疗心脏病或中风期间因缺血而受损的器官或组织。

“这项令人兴奋的新技术有许多潜在的应用，”耶鲁大学生物伦理学跨学科中心主任斯蒂芬·莱瑟姆说。“然而，我们需要对未来的所有研究进行仔细监督，特别是任何涉及大脑灌注的研究。”