猪的身体里，「长」出了人的心脏？

最近，Nature 首页报道了一项最新研究成果，来自中国的研究团队，首次在猪胚胎中成功培育出微型人类心脏。[1]

图源：Nature 首页

全球首次：携带人类心脏细胞，猪胚胎存活 21 天

为了实现「猪身长人心」，研究团队采用了一种「人兽嵌合体」技术。

简单来说，就是先通过基因编辑等方法制造一种缺乏特定器官的动物胚胎，然后在胚胎的桑椹胚阶段，将人类干细胞注入胚胎，并将胚胎移植进代孕动物体内，人类细胞就会在动物胚胎中发育成目标器官。

「人兽嵌合体」技术的临床应用前景

图源：参考资料 2

本次是首次实现在猪胚胎中培育人类心脏，胚胎最终存活 21 天。在此期间，心脏已经长到了指尖大小，相当于同等胎龄的人类心脏大小，并且能够正常跳动。

研究团队主要成员、中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学解释称：「之所以只存活了 21 天，我们推测是因为这些人类细胞破坏了猪心脏的功能。」[1]

此外，为了更直观地观察心脏中的人类细胞，研究团队还对这些细胞进行了荧光标记，在特定波长的光线下，经过标记的人类心脏细胞能够发光。[1]

不过，研究团队暂未透露心脏组织中人类细胞和猪细胞的组成比例。正因如此，加州斯坦福大学干细胞生物学家 Hiromitsu Nakauchi 认为，需要进一步详细分析数据，确认这些「发光」细胞确实来自人类，否则研究结论可能站不住脚。[1]

在实现「猪身长人心」之前，同一个研究团队，此前已经成功在猪胚胎中培育出早期人类肾脏，这些胚胎存活长达 28 天，相关研究结果发表于 Cell 子刊上。[3]

「猪身长人肾」的实验方法图解

图源：参考资料 3

在肾脏研究中，研究团队详细检测了肾脏组织的细胞组成比例，发现这样培育得到的肾脏里，大约 65% 的组织由人类细胞组成，其余部分仍然是猪细胞。[3]

研究团队介绍，猪的器官大小和解剖结构与人类相似，是十分合适的供体物种。「我们的几项研究证明，在猪体内生成功能性人类器官是完全有可能的。」[1，3]

距离临床应用还有多远？

之所以费尽心思在动物体内培育人类器官，目的还是为了解决全球移植器官短缺的问题。

无论是人体之间的异体移植，还是近年来如火如荼的异种器官移植，免疫排异都是不得不面对的巨大挑战。于是，利用人体干细胞在人体之外培养出一个全新的器官，成了器官移植领域许多科学家的研究目标——「人兽嵌合体」技术因此快速发展。

丁香园整理制图

与异体移植或异种移植相比，由人体干细胞诱导而来的器官，理论上能够完美解决免疫排异问题，但前提是这整个器官必须完全由人体细胞组成。

如前所述，研究团队在猪胚胎中培育得到的肾脏组织，并非完全由人类细胞组成，其中超过 1/3 仍然是猪细胞，这是肾脏试验和心脏试验中，最后胚胎无法存活的很大一个原因——不同物种的细胞互相攻击，最终导致这个嵌合的器官无法承受。

这同时也是目前「人兽嵌合体」技术的最大壁垒之一。东京科学研究所的干细胞科学家 Hideki Masaki 就指出，想要培育用于移植的心脏，就需要确保这个心脏完全由人类细胞构成，否则依然无法避免免疫排异。[1]

另一方面，伦理问题也是这种技术绕不开的争议。

丁香园整理制图

在上述提到的肾脏试验中，除了肾脏部位，在大脑、脊髓、肝脏、心脏中也观察到了极少数带有人类抗原的神经细胞，这表明，向猪胚胎注入的人类干细胞对非目标器官也产生了一定影响。[3]

研究团队坦言：「如果猪胚胎存活到足月出生，那么这些注入胚胎的人类细胞对猪胚胎其他细胞（包括脑细胞、生殖细胞）的影响，将引发严重的伦理担忧。」[3]

正因如此，相比于已在临床零星探索的猪器官到人的异种移植，利用「人兽嵌合体」技术获得的人类器官想要实现临床应用，恐怕还需要很长的路要走。

策划：肯德羊｜监制：islay

参考资料：

[1]https://www.nature.com/articles/d41586-025-01854-x

[2]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780323913805000320

[3]https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(23)00286-2