使用人类诱导的多能干细胞(iPSCs)，马萨诸塞州综合医院(MGH)研究小组拥有生物工程功能性小肠段，当植入大鼠时，能够将营养物质输送到血液中。

“在这项研究中，我们已经能够弥合单细胞分化之间的差距 - 驱动干细胞成为特定的细胞类型 - 以及显示更高水平功能的组织的产生 - 在这种情况下血管灌注和营养吸收， “该报告的高级作者，MGH外科和再生医学中心的医学博士Harald Ott说。“虽然之前的研究已经报道了成功区分器官 - 毫米 - 小单位组织 - 来自iPSCs，但我们描述了一种技术，可以使这些较小的组织单位形成更大规模的移植物，有朝一日可以用作植入的替代器官。

几种严重的胃肠道疾病，包括克罗恩病，可能导致全部或部分小肠切除，导致一种称为短肠综合征的病症。虽然有时可以用特殊饮食治疗，但许多患者需要依靠静脉营养。虽然小肠移植是一种可行的治疗选择，但由于器官短缺，其可用性非常有限。例如，2015年在美国进行了127例移植手术，截至2017年10月4日，273名患者仍在等候名单上。

与Ott团队以前的研究一样，这个研究利用了他在2008年开发的一种方法，用洗涤剂溶液从供体器官中剥离活细胞，然后用适合器官的细胞重新填充剩余的细胞外基质支架。他的团队将动物肾，肺和心脏脱细胞;产生功能性大鼠肾脏和肺，去年在脱细胞的人心脏中再生功能性心肌。在这项研究中，MGH团队使用相同的方法对大鼠小肠的4cm片段进行去细胞化，并证实了该程序适用于猪肠段的较大动物。

虽然脱细胞小肠将为内衬和血管通道的复杂组织提供结构支架，但重新填充支架需要两种类型细胞的递送，植入和成熟 - 用于肠内壁的上皮细胞和用于内皮细胞的内皮细胞。血管 - 在正确的位置。上皮组织的产生始于人iPSC，其被分化成肠前体细胞，然后接种到去细胞化片段的内部，然后培养。两周后，在形成上皮层后，将人内皮细胞接种到血管通道中;并且将片段置于灌注生物反应器系统中以进一步成熟。

几天后，片段的体外测试证实血液通过重新填充的脉管系统并且显示重构的肠组织可以将葡萄糖和脂肪酸从片段内部转移到血管中。衬在片段上的重新上皮细胞具有相同的极化结构 - 细胞膜内部的细胞膜上的蛋白质不同于细胞基部的细胞膜 - 见于天然存在的肠上皮细胞。

将一些节段缝合到免疫缺陷大鼠的颈动脉和颈静脉。立即用血液灌注段的脉管系统，并且四周后将葡萄糖或脂肪酸注射到区段中导致动物血流中的水平增加，证实营养物的吸收。此外，通常在肠内壁中发现的特定类型的细胞在植入片段时未出现，在植入活体动物后进行，这意味着组织的持续成熟。

“我们的体内实验表明，分化为肠道命运的人类iPSCs可以组装成具有高水平组织的肠道移植物并连接到受体的脉管系统，以便在移植后吸收营养物质，”Ott说，他是一名副教授。哈佛医学院的外科手术。“接下来的步骤将是进一步成熟这些移植物并将构建体扩展到人体大小，以便有一天我们能够为短肠综合征患者提供更容易接近的小肠移植替代方案 - 理想情况下，在需要'不需要免疫抑制药物的患者特异性移植物。“