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  Nature重磅：起死回生！首次實現(xiàn)死亡后的全身性多器官恢復
  
  2022-08-04 來源：生物世界
  
  
  
  在自然界中，大多數(shù)的生物都需要氧氣才能存活。對于哺乳動物而言，氧氣更是至關重要，如果沒有氧氣，哺乳動物的細胞（尤其是腦細胞）就會迅速死亡。矛盾的是，在細胞缺氧一段時間后將氧氣恢復，也會對其造成損傷，這一現(xiàn)象被稱為缺血-再灌注損傷。
  
  事實上，雖然日常生活中氧氣無處不在，但缺氧卻隨時可能發(fā)生，中風、心臟病發(fā)作或呼吸停止都會導致組織器官缺氧。過去的幾十年以來，科學家們一直在尋找保護組織器官免受缺血-再灌注損傷的有害影響。
  
  2022年8月3日，美國耶魯大學醫(yī)學院 Nenad Sestan 教授團隊在 Nature 上發(fā)表了題為：Cellular recovery after prolonged warm ischaemia of the whole body（全身長時間熱缺血后的細胞恢復）的研究論文【1】。
  
  該研究開發(fā)了一種名為 OrgnEx 的系統(tǒng)，在心臟停止跳動一小時后的死亡的豬身上測試了該系統(tǒng)，可以讓氧氣在豬體內(nèi)循環(huán)，能保留組織完整性，減少了細胞死亡并恢復多個重要器官的特定分子和細胞過程，還能恢復整個身體的循環(huán)。
  
  當心臟停止跳動后，器官會開始腫脹，血管塌陷、血液循環(huán)停止，然而，經(jīng)過 OrgnEx 系統(tǒng)6小時的治療后，已心跳停止的死亡的豬的血液循環(huán)恢復了，多個器官在細胞和組織水平上表現(xiàn)出功能活性，甚至在顯微鏡下都難以區(qū)分健康器官和死亡后用 OrgnEx 系統(tǒng)治療的器官。
  
  這些發(fā)現(xiàn)強調(diào)了一個過去未能充分認識的哺乳動物身體能力，即在血流中斷后可以部分恢復，這可能有助于延長手術期間人體器官的健康，還可用于保存組織器官，增加移植器官的可用性。
  
  血液循環(huán)是組織器官的鏈接紐帶，血管就像一張錯綜復雜的網(wǎng)遍布全身，將營養(yǎng)物質和氧氣輸送到身體的各個部位。當血液循環(huán)停止，營養(yǎng)物質和氧氣的缺乏就會導致細胞死亡和器官損傷。
  
  在此之前，Nenad Sestan 教授團隊已經(jīng)創(chuàng)造了一種支持系統(tǒng)——BrainEx，它可以在豬死亡后數(shù)小時后延緩腦細胞的死亡速度，并恢復了包括海馬體在內(nèi)的部分神經(jīng)活動【2】。這些結果表明，保護和恢復單個器官的活性是完全可以做到的。然而，若是要把這些干預手段擴展到全身水平卻很有難度。
  
  在這項新研究中，Nenad Sestan 教授基于 BrainEx 開發(fā)了全身性保護系統(tǒng)——OrgnEx。它可以與死亡動物的循環(huán)系統(tǒng)相連，泵入液體中所含的因子能夠抵消血液循環(huán)停止導致的破壞性代謝物和電解質失衡。研究團隊在心跳停止1小時的已死亡的豬身上測試了這一系統(tǒng)，并將之與更傳統(tǒng)的恢復循環(huán)系統(tǒng)——體外膜氧合系統(tǒng)（ECMO）進行了比較。
  
  研究結果顯示，OrganEx 能很好地保存組織完整性，減少細胞死亡，并恢復多個重要器官（如心臟、腦、肝臟和腎臟）中特定的分子和細胞過程。與 ECMO 相比，用 OrganEx 處理的器官較少出現(xiàn)出血和組織腫脹，并且沒有檢測到典型的缺氧導致的電解質紊亂和異常酸性的體液。
  
  此外，對腦、心、肺、肝、腎和胰腺組織的深度分析顯示，與 ECMO 相比，OrganEx 灌注后細胞破壞更少，并可以觀察到器官特異和細胞類型特異的基因表達模式，表明身體發(fā)生了修復過程。研究人員甚至還發(fā)現(xiàn)了 OrganEx 灌注的豬腎臟中細胞增殖的證據(jù)。
  
  Nenad Sestan 教授表示，還需要進一步探索和開發(fā)才能深入了解 OrganEx 系統(tǒng)在動物死亡后恢復細胞和血液循環(huán)的潛力。
  
  更重要的是，從這些研究結果來看，OrganEx 能在正常體溫下很好地維持已死亡個體的組織器官，這意味著 OrganEx 完全可以作為一種供體器官的保存裝置，尤其是那些對缺氧耐受性較低的器官。這一器官保存策略或將可以減少捐獻器官的損耗，從而改善全球供體短缺的現(xiàn)狀。
  
  總而言之，這項研究表明，即使已死亡動物的循環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)中斷，但我們?nèi)钥梢酝ㄟ^OrganEx技術等干預手段將其部分恢復，延緩組織器官的“衰亡”速度，這些發(fā)現(xiàn)這可以增加移植器官的可利用性。
  
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