http://www.lninfo.gov.cn/memo.php?text_id=41758 世界首例人造无核红血球诞生 www.lninfo.gov.cn 2008-08-21 08:09:59 来源：搜狐科学 本文已被查阅 :147次 据《新科学家》网站8月20日报导，美国科学家首次在实验室培育出人体无核 红血球，这意味着人类在人造血液的进程上又迈出非常重要的一步。在不久的将来 ，捐血将成为历史。 　　普通人平均每200毫升血液中有2万亿个红血球。红血球的功能是运输氧、二氧 化碳、电解质、葡萄糖以及氨基酸这些人体新陈代谢所必须的物质。因此，若要制 成人造血液，科学家首先必须大批量培养出红血球。美国生物科技集团先进细胞技 术公司(Advanced Cell Technology)首席科学家、人胚胎干细胞克隆先驱罗伯特 －兰萨（Robert Lanza）教授表示，他们已经在这一技术上取得重大突破，「以 後人们就不用担心血液短缺的问题了。一旦这项技术成功的应用於实际生产，你想 要多少血液就有多少」。 　　罗伯特－兰萨教授和他的合作夥伴首先从人体干细胞中提取营养物质和合成红 血球所必须的物质，然後将它们培养成血管原细胞（haemangioblasts）， 血管 原细胞是血液红细胞形成之前的一种形态。最後研究人员将它们培养成成熟的红血 球。罗伯特－兰萨教授指出，虽然在此之前已经有科学家制造出红血球，但是在很 多关键问题上都没有取得突破，比如无法传递营养物质，或者无法形成代谢。但是 他们这项技术在这些关键点上都取得了重大突破。实验结果证明，通过他们这项技 术造出来的红血球可以和人体体内的红血球一样有效的传递氧气和营养物质，最重 要的是这种人造红血球是没有核的。罗伯特－兰萨教授说，「在此之前，许多专家 认为人造红血球去核是不可能的。但是，我们非常吃惊在这个问题上我们取得了突 破」。 　　罗伯特－兰萨教授指出，成熟的红血球必须是无核的，红色、呈双凹圆盘形、 直径大约7～8微米，中央较薄，周边较厚。这种形态特点的生理意义在於使红血球 的可塑性增大，在通过管径微小的毛细血管和血窦时，能发生变形一挤而过，然後 又恢复原状。另一方面，双凹盘形结构使细胞表面积增大，扩大与血浆之间的交换 面积，提高气体交换效率。因此，要保证人造红血球的活性，去核非常重要。运用 这项技术，研究人员已经能够在实验室批量生产红细胞了，每次制造的红细胞可以 达到1000亿个。 　　罗伯特－兰萨教授表示，他们的研究成果具有非常重要的意义。人造血液可以 降低因接受捐赠者血液而感染疾病的风险，而且他们这项技术可以批量制造「万能 血液」－O型血。整个白种人中只有8％的人是O型血，而亚洲人中O型血的比率则更 低。不过，他也指出，制造O型血还需要攻克基因遗传这一关，因为人体的血液类 型是由基因来决定的。但是目前在美国，对人体胚胎干细胞的基因进行研究还是不 允许的，他们打算利用人体的皮肤细胞来进行相关研究。罗伯特－兰萨教授相信， 他们这项技术在不久的将来一定会得到实际应用的，因为它必将造福全人类。 一批美国科学家首次成功利用胚胎干细胞，在实验室内培植出人类血液。这是 干细胞研究的一项重大突破，将来可以利用这项技术制造大量血液，解决血液长期 以来短缺的问题，也令透过输血感染致命病毒的风险不复存在。 　　据星岛日报报导，该批科学家在学术性期刊《血液》(Blood)中发表研究报告 ，宣布他们成功利用胚胎干细胞培植出可带氧的红血球细胞。理论上，这种红血球 细胞与正常人体内的红血球细胞没有分别，可输送氧份到身体各个部位。 　　医学界最快会在明年底开始，对这种方式制造出来的血液进行临床试验。长远 来说，这种血液会取代现时靠热心人士捐出来的血液和血制品，供应给需要输血的 人士使用。换言之，有朝一日捐血会变得并无需要。 　　O 型的血液，适合输给任何血型的病人，但此类血型的血液经常短缺。如果 胚胎干细胞的血型是O的话，培植出来的新鲜血液同样可以十分安全地输给任何血 型的人。 http://bloodjournal.hematologylibrary.org/cgi/content/short/blood-2008-05-157198 http://tinyurl.com/6fjj4n Submitted May 22, 2008 Accepted August 7, 2008 Biological properties and enucleation of red blood cells from human embryonic stem cells Shi-Jiang Lu, Qiang Feng, Jennifer S. Park, Loyda Vida, Bao-Shiang Lee, Michael Strausbauch, Peter J. Wettstein, George R. Honig, and Robert Lanza* R&D, Advanced Cell Technology, Worcester, MA, United States Department of Pediatrics, University of Illinois at Chicago, Chicago, IL, United States Protein Research Laboratory, University of Illinois at Chicago, Chicago, IL, United States Departments of Surgery and Immunology, Mayo Clinic, Rochester, MN, United States * Corresponding author; email: [email protected]. Human erythropoiesis is a complex multistep process that involves the differentiation of early erythroid progenitors to mature erythrocytes. Here we show that it is feasible to differentiate and mature human embryonic stem cells (hESCs) into functional oxygen-carrying erythrocytes on a large scale (1010 to 1011 cells/six-well plate hESCs). We also show for the first time that the oxygen equilibrium curves of the hESC-derived cells are comparable to normal red blood cells (RBCs) and respond to changes in pH and 2,3-diphosphoglyerate. Although these cells mainly expressed fetal and embryonic globins, they also possessed the capacity to express the adult definitive -globin chain upon further maturation in vitro. PCR and globin chain specific immunofluorescent analysis showed that the cells increased expression of -globin (increased from 0% to over 16%) after in vitro culture. Importantly, the cells underwent multiple maturation events, including a progressive decrease in size, increase in glycophorin A expression, and chromatin and nuclear condensation. This process resulted in extrusion of the pycnotic nuclei in up to over 60% of the cells generating RBCs with a diameter of approximately 6-8 μm. The results show that it is feasible to differentiate and mature hESCs into functional oxygen-carrying erythrocytes on a large scale. --

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