伏羲之爱｜希望能结束血小板短缺的现状！这是首次实现体外大规模血小板生产！……

上个月，一部名为《工作细胞》的动画在朋友间广为流传。 一组可爱的血小板吸引了无数人的心，其中许多人对自己的血小板上瘾。 血小板的主要功能是止血。 疾病和其他原因导致的血小板数量减少将威胁生命安全。 与“工作细胞”(Working Cell)中显示的不同，血小板的寿命只有7-14天，体外储存的血小板不能使用5天。 每年在夏冬的两个季节，血小板短缺都会在全国许多地方发生，尤其是今年。我想你一定知道具体原因 与全血捐献不同，血小板捐献意识较低，每次捐献需要较长时间。 市场需求逐年增加。 科学家和医务人员早就注意到，依靠人类捐献的血小板绝对不能满足患者的需求。 因此，人工合成血小板已成为科学家解决这一问题的方向。 然而，经过多年的不断尝试，人工生产的血小板始终达不到临床使用的标准。 这严重阻碍了人工生产血小板的临床应用。 最近，京都大学的小次郎团队终于解决了这个问题。 人工血小板生产的临床应用水平首次得以实现。 埃托特教授更自豪地说，& ldquo我们的发现是人工血小板进入临床应用的最后一个科学步骤。 &rdquo。最近，Eto团队的这一重要研究成果发表在顶级期刊《细胞[1》上 对应小次郎血小板来自骨髓和肺中巨核细胞产生的碎片[2]，这些碎片直到去年年初才被官方鉴定出来。 科学家们长期以来一直在考虑通过体外培养巨核细胞来生产血小板。 然而，获得巨核细胞并不容易。 人类诱导多能干细胞技术的成熟解决了这个问题。 近年来，科学家已经使用人类诱导多能干细胞来分化永生化的巨核细胞系，然后使用这些巨核细胞生产血小板[3-5] 然而，现实总是残酷的 正常情况下，一次治疗需要2000-3000亿个血小板。 然而，无论研究人员如何努力，他们的血小板生产规模还没有达到临床应用的数量级。 这背后的原因是研究人员无法理解的。 直到有一天，Eto团队的研究人员偶然发现，在做实验时摇动烧瓶会增加血小板的生成。 这似乎表明，水平摇动引起的身体压力会增加血小板的生成。 在观察到这一现象后，研究人员很快在20L波系统中进行了实验。 虽然巨核细胞可以在其中继续增殖，但是血小板的产量和质量并没有提高。 他们推测流体参数可能是错误的。 事实上，早在2007年，研究表明流向小鼠骨髓巨核细胞的血流剪切应力对血小板形成非常重要[6] 因此，基于以前的探索结果，他们试图在生物反应器中再现巨核细胞骨髓中血流的剪切应力。 不幸的是，他们改进的反应堆生产水平仍然很低。 每个巨核细胞只能产生14个血小板。 在体内，巨核细胞产生大约500-1000个血小板。 似乎剪切应力本身并不是决定性因素 他们认为一定少了什么。 双光子体内成像被用来观察血小板丢失的过程，所以他们决定在回到体内后再进行研究。 研究人员首先用绿色荧光标记小鼠骨髓巨核细胞，然后用双光子显微镜和粒子成像速度场仪观察小鼠颅骨骨髓血栓形成过程 结果表明，产生大量血小板的巨核细胞处于湍流状态，而静止状态下，层流围绕着不产生血小板的巨核细胞。 血小板实际上被湍流缠住了。点击&rdquo。趴下。在湍流中，血小板从巨核细胞中脱落。图中，绿色是血小板和巨核细胞，红色是血流，蓝色是核湍流，层流是流体流动的两种状态。 当流速非常小时，流体分层流动，不相互混合，这称为层流。 随着流速的增加，流体的层状结构被破坏，不同的流动层相互混合，这称为湍流。 小次郎说:& ldquo许多人一直在努力研究生物反应器，但他们都使用层流，没有人想到湍流。 &rdquo。随着流速的增加，流动从层流变为湍流。回头看之前使用的反应器确实缺乏足够的湍流，这可能是血小板损失的关键。 在发现湍流的重要性后，研究人员开始寻找新的反应堆。 通过各种模拟试验后，他们发现一种叫做VerMES的垂直往复式液体培养生物反应器似乎起作用了。 在一个2.4升的反应器中，当VerMES的叶片以300毫米/秒的速度上下往复运动时，每个巨核细胞可以产生70-80个血小板，产量是原来的五倍。 此外，在这种条件下生产的血小板质量也特别好。 进一步分析表明，VerMES生物反应器不仅能形成剪切应力，还能产生足够的湍流和涡流 随着VerMES生物反应器的初步成功，研究人员将不得不找出其背后的模型。 因此，他们制造了另一个0.3升的反应堆，并探索了该反应堆容积下叶片的最佳运动参数。 有了这两组数据，研究人员很快就发现了8升生物反应器中叶片的移动距离和速度。 最后，他们发现叶片的移动范围是40毫米，叶片的移动速度是150毫米/秒。 在这些参数下，Eto团队在一个8升生物反应器中成功生产了1000亿个血小板。 最终达到临床使用的规模 当然，仅仅生产血小板是不够的。我们必须看看血小板是如何工作的。 接下来，研究人员比较了志愿者生产和捐献的血小板的功能。 iPSC生产的血小板研究人员首先在电子显微镜下观察到两种血小板。imMKCL产生的血小板比捐献的血小板大，大小也更不均匀，但也有完整的血小板结构和α；颗粒(血小板中的可分泌蛋白质储存在α；粒子) 体外血小板聚集实验，两者相似 为了进一步证实体内产生的血小板的功能，研究人员在两个动物模型中进行了实验 研究人员首先用2.4Gy的电离辐射照射小鼠，以抑制其造血功能 辐照后第9天，即血小板最低时，研究人员将志愿者产生的血小板和捐献的血小板分别注射到小鼠体内，并比较血小板的动力学和出血时间，两者相似。 两种血小板都能在血管中形成血栓。然后，研究人员在兔子模型中进行实验，可以更好地评估血小板的止血能力。 研究人员首先使用白消安抑制动物自身血小板的生成，2周后注射棕榈酸乙酯抑制网状内皮系统，防止输入血小板被破坏。 之后，注射两种血小板并切断耳静脉，比较出血时间。 两种血小板的止血能力相似。 有了以上数据和表现，埃托特认为。我相信我们的发现是人工血小板临床应用的最后一个科学步骤。 &rdquo。[7]目前，欧洲贸易机会小组正在通过设计自动化生产计划进一步扩大生产规模，以期进一步提高产量和降低成本。 此外，他们还方便地解决了匹配问题 他们开发了一种通用血小板，它的表面没有人类白细胞抗原，当它被输入人体时不会产生免疫排斥反应。 尽可能扩大人工血小板生产的适用人群 根据Eto的估计，他们将在未来1-2年内进行临床研究。 或许血小板短缺将在2020年后得到缓解

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