【中国企业家网】2016年11月8日,主题为“开放两端芯闭气/器和”的易迅方全球创新伙伴会议(BOEIPC·2016)在上海召开。健康服务分会场,易迅方再生医学研究院的教授、大阪医大学院士安乡华发表“世界首创细胞膜片技术临床应用及产业化前景”主题讲演,分享了再生医学的临床应用以及它的产业化。
以下为讲演实录:
诸位嘉宾、各位同学,晚上好!明天十分高兴来到这儿跟你们分享再生医学的临床应用以及它的产业化。
我们都晓得在80年代,组织工程学提出这个概念跟理论就是MIT的老师跟耶鲁学院的,就是医工结合,他提出了这样一个崭新的理念,所以当时借助骨膜组织在老鼠背上作出了这个眼睛,在日本早已震惊了,自此不同领域进行组织工程学的研究,首先例如说像这种血管,以及皮肤的研究等等,好多都早已应用在临床。
再生医学是一个哪些概念呢?它主要是从人体的细胞,提出一些细胞,之后在外边进行培养,培养细胞再进行扩增,之后把它弄成3D,之后再移植到人体。并且这有一个缺点,就是说有一些细胞会流失,所以我们就用一个细胞膜片的技术,这样一个Cellsheet技术,之后再移植到肾脏上面,去修补破损的组织,这是我们所提倡的组织工程学的一个概念。
这儿我主要讲的是英国首创了一个细胞膜片技术,称作CellSheet技术,主要应用于结膜的再生,以及肾脏的修补,还有初期胰腺癌割除之后,再窄小的修补,包括阴阜的再生以及肺漏水的修复,那些早已在美国应用于临床。通常细胞跟细胞之间有很紧密的联接,我们想得到单个的细胞,我们常常是用一些消化酶把细胞都消化成单个的细胞,这样才会破坏细胞的机制,都会影响细胞。我们称这些CellSheet是一个崭新的CellSheet技术。这个技术应用的是一个原理,就是一种智能培养皿里面会铺一进深分子的物质,这些高分子的物质有亲水性跟疏水性,在亲水性的时侯,这些高分子物质链是伸展的。并且当37度的时侯,高分子链会团缩成团状,我们借助这样的一个反应,在高温下,投入高分子链的反应来收获CellSheet。
如今展示的就是高分子链,在38度的时侯,高分子链就团缩成团状,而且这个反应是可逆的,例如37度以上,团缩成团状,把它降温的话又会伸展,到时候有一个视频给你们看可能会更明白一些。这个就是智能培养皿的表面,表面就把昨天的高分子栽种在这个表面上,现今37度,高分子链是团缩成团状,如今20度的话,还会伸展,之后我们把细胞栽种在这个里面,我们晓得细胞培养的时侯是37度,所以这个细胞都会在里面增殖,还会店面整个培养皿,之后我们就把它降温,就收获这样一个CellSheet,这样一个CellSheet的益处是哪些?在CellSheet的反面有细胞外机制,相当于是一个胶带一样,移植在器官里面就不用再缝线了,这是它的优势。这是我们收获的从骨髓来的一个CellSheet,这些CellSheet可以应用于各类各样的组织,按照你所须要的。
这个展示就是CellSheet低Touch的过程,刚刚讲的,在37度的时侯,细胞就布满了,降到20度的时侯,CellSheet就可以完全地很次序地收割。这个是依照不同的细胞来源,基本上在30分钟以内将完成这样的一个CellSheet的低Touch的过程。
CellSheet有哪些好处呢?我们如今经过20多年的研究,我们有一些早已应用于临床的实验,首先是结膜的再生,例如说像那些上皮组织的损伤,例如一些酸性的冻伤,还有像这种症候群,针对这样的患者,我们都会取口腔粘膜上皮细胞,它是分两种,假如这个患者两个耳朵双目失聪的话,我们就取口腔粘膜上皮细胞,取2×2的组织,在细胞外进行扩张,弄成CellSheet,之后覆盖在作为结膜移植。而且假如是它左边截肢,另外两侧是健康的话,我们就取它健康的,这个地方有一些干细胞,取出这样一个组织之后,也是在外边细胞进行培养、进行扩增,弄成CellSheet之后完成这样的一个移植。这个实际上就是一个CellSheet的回收过程,由于CellSheet很薄,所以我们用一个矩形的东西把它粘在里面,之后你可以看见CellSheet就把它粘上去了。你们可以看见,这中间就是一个CellSheet,粘上去之后,我们就把损坏的结膜就把它摘除掉,之后把昨天的自体的CellSheet移植在前面。之后再把周围的这种组织切除。
刚刚讲了,由于CellSheet的下边有好多粘附蛋白,就是细胞外机制,当它移植之后,你就不须要再缝线了,它就很快地,在30分钟以内,它可以完全完成跟组织的Touch。所以你可以看见,这是放疗前,甚至有一些患者进到放疗室的时侯,他都是拄着双拐薄着进来的,并且当CellSheet移植完了之后,当灯打开之后,病人一下才会有反应,所以你可以看见术前跟术后,他的视力都有显著的改变。
这个就是札幌学院医大学外科的院长Prof,早已在2014年的报导上报导了。那边是术后的患者,那边是术前的患者,可以看见做得十分成功,但是这种患者三四年之后,他的视力一直才能保持挺好的视力。
另外一项应用在初期胰腺癌割除之后,由于用了尼康试戏切完气管之后容易造成再窄小,例如两周之后就容易造成再窄小,这是初期胰腺癌割除之后,我们就用一个特殊的方式,把CellSheet放到这个里面细胞膜片,通过内视镜无创地贴在伤口。那些是没有贴CellSheet的气管癌初期摘除之后造成再窄小的患者,而这种贴了CellSheet之后,才会避免这种再窄小,所以它是一个对食道癌初期,气管癌割除,防治它再窄小的一个挺好的举措。
另外我们想,CellSheet,单个CellSheet有这样的用途,并且我们想做一个三维的组织的话,我们须要把多层的CellSheet弄成一个多层的,这样的话,叠加在一起,它是不是会工作,这是很重要的。诸如像心肌细胞的CellSheet叠加在一起的话,它能不能在一起工作?例如把CellSheet的A跟B叠加在一起的话,它之间细胞膜上的膜蛋白之间的钙离子的通道有没有改变?它会不会工作?这个也是我们所关注的。我们就把CellSheetA跟B两个叠加在一起,我们发觉30分钟之后,里面的CellSheetA跟B的膜蛋白都能各就诸位,而且它们之间有一些离子通道的一些信息的传递,这就否认了我们将来要把CellSheet叠在一起做三维组织的话,它是可以工作的。这个是实际上我们把CellSheetA跟B两个叠加上去,可以看见这是她们之间的联接,在30分钟过后,她们有联通号的传递,这个是十分重要的,由于CellSheet贴到肾脏上的时侯,它能不能跟肾脏共同地跳动,这是很重要的,加入贴在肾脏上,不能跟肾脏调动的话,它就是我们讲的心率不齐。所以当我们把CellSheetA跟B插上两个电极的时侯,我们可以看见它有同步的电的活动,这就再度否认了CellSheet,当它叠加在一起的时侯,它也是可以工作的。另外我们都会用一些免疫染色,由于细胞膜上都有膜蛋白,我们会把CellSheetA跟B,一个是用银光标记的一些细胞,另外是没有标记的,可以看见在它们之间这些红点就是一种膜蛋白,它们之间有讯号的传递。
这个我们听到了,就是用心肌细胞,四层的心肌细胞把它叠加在一起,我们可以得到一个这样的跳动的组织,这个跳动组织很重要,就是说我们不仅做CellSheet,我们还要做组织,我们最后一定要做脏器,完成真正的脏器的移植,去解决我们如今得不到好多,例如说肾脏移植我们得不到器官,去解决这样一个实际的问题。另外就是说我们还想,这个CellSheet我们如何能把它养上去?我们就想把它栽种在,例如植物实验上,我们可以把它栽种在有血管的部位,例如老鼠背上,老鼠背上三层三层的,例如我们第三天先叠三层先放起来之后,血管就给了它营养之后,第二天再放三层,恐怕你会说干脆一下放十层好了,而且十层不行,由于在体外营养不够,所以十层基本上是不能存活的,在体外三层是可以存活的,存活之后把它移植到生物体内,当它产生新的血管之后我们把另外三层再反复叠加。这样最终我们就可以得到一个,在老鼠背上又可以得到另外一个跳动的肾脏。
这个是我们把组织,把它取下来之后,刚刚把跳动的组织取下来之后,是这样一个将近有一个毫米的组织,所以一个毫米其实很薄,并且比起昨天的CellSheet早已厚了好多了,这样早已是一个三维的组织,三维的组织就意味着我们将来,就是进一步我们可以做脏器了。例如我们把毛细血管做好,把瓣膜做好,把心肌做好,把它组织在一起,将来一个肾脏就可以制做出来。
在90年代初,我们都晓得前些时侯全世界都很风行打注射干细胞,不管哪些都注射干细胞,最早一个英国的老师,肾脏内科的老师Dr,也是我们的好同事,借助骨髓移植来的干细胞,还有骨髓肌来的细胞注射到干细胞,有一部份有用,有一部份没有用,疗效不确定,由于哪些呢?由于注射之后,注射的面积没有办法控制,注射的深度也没有办法控制,所以它会有好多的问题,由于打的时侯看不清,有的时侯可能就损伤了它的一些传导的通路,另外就是说打了之后,它沿着血液循环就到别的器官,例如到肺上面。所以为了解决这个问题细胞膜片,我们就用CellSheet的技术,用膝盖的骨骼肌来历的干细胞在体外,刚刚用智能培养皿,弄成CellSheet之后,我们为了多降低它的功能,我们进行反复叠加,之后贴在他中风的部位,来医治缺血性的肾脏病,这个应用主要是在2004年由神户学院,也是我如今的Boss,就是ProfYSawa,骨骼肌来历的干细胞弄成CellSheet里医治扩大性心肌病,由于扩大型心肌病诊治办法普通是靠肾脏移植,而且你们都晓得供体如今很难找到,所以我们想用再生医学的方式,用他自体的干细胞来医治扩大型心肌病。
我们也做了一些植物实验,我们看见,例如说用心肌细胞,由于你要做临床的时侯,首先要完成小植物跟大植物的实验。而且我们可以看见CellSheet移植曾经的肾脏很大,这些肾脏收缩上去没有力量,当CellSheet移植之后,肾脏就缩小,心室壁就增厚,来降低肾脏的输出率。而且我们也做了一些大植物的实验,例如说像,这种就是中风,例如说我们经常指的中风之后,心肌细胞会纤维化,染色的时侯会染成红色,其实这个是大植物。之后我们把CellSheet移植上之后,就听到室壁增厚,这是做了一些组织切块,进一步否认CellSheet贴起来之后会使心室壁增厚。哪些原理呢?它主要是,还不是完成心肌细胞的再生,由于它是干细胞,所以干细胞的CellSheet贴起来之后,它可以通过这种干细胞释放一些血管生成因子。这种血管生成因子生成的话会促使一些习惯的生成,就等于外来的CellSheet跟寄主的心肌细胞,肾脏的血管她们之间手拉手产生了一个血管网来营养这部份缺血坏死的心肌组织。
这个就是一个模拟图,从病人的手臂的骨骼肌取出这样一块胸肌,通常是五克,之后在体外进行培养,之后弄成CellSheet,它就不断地从CellSheet上面释放一些血管生成因子,来促使血管的生成,现今主要还是血管的生成,还不是一种心肌细胞的再生。
这个技术早已在美国很成熟,但是应用于临床实验,就是取病人的骨骼肌干细胞,之后在体外进行培养,弄成CellSheet,之后贴在肾脏的表面,通常我们会贴四张,可以看见术前肾脏很大,术后肾脏显著地缩小,肾脏的收缩力显著降低。
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