在電影和電視劇中，我們經常看到主人公需要進行移植的節，這與我們的現實生活并不遙遠。每年有大約30萬患者因為終末期衰竭而等待移植，但實際上每年進行移植的數量只有2萬例左右。如果我們能夠像生產汽車配件一樣，大規模生產合適的，也許就能拯救無數需要醫治的患者，甚至實現“長生不老”。
2023年9月，我國科學家在國際學期刊《細胞-干細胞》發表了重要的封面論文，他們在豬功培育出了人源化的中期腎臟，這是全球范圍首次報道的人源化功能異種培育案例。如何從一個細胞發展為一個呢？卵是子和卵子作用形的全能細胞，它可以通過細胞增和分化生千上萬個傳質相同但功能相同或各異的細胞。這些相同類型的細胞聚集在一起形有一定結構和功能的組織，比如組織就是由細胞聚集形的。而不同功能組織的有機結合并生長發育形有一定形態和功能的，比如心臟是由心組織、心組織和心包組織等共同組的。
盡管的形主要在胚胎和胎兒時期完，年人的大多數不再進行大規模的再生和重建，但仍保留著一些干細胞用于損的修復。例如，我們的細胞由骨髓造干細胞分裂分化而來，這也是骨髓移植治療白病的基礎。皮傷時，皮基底層干細胞分化并補充，這是傷口愈合的關鍵。從理論上講，我們可以通過獲取干細胞在外培育出，但不僅僅是細胞的簡單疊加，它需要的生理調控。
為了實現外培養，我們首先需要了解的發育調控機制。通過科學家們的努力，我們已經初步了解了發育的調控機制，例如皮等相對簡單的已經在外培養功。2022年，上海長海醫院燒傷外科首次功開展了“自表皮細胞移植技”，用于修復大面積燒傷創面。手團隊首先從患者上取下5平方厘米的正常皮，然后在細胞培養基質中培養它。在生長調節因子的作用下，自表皮細胞在2周擴增到原有數量的4000余倍，最終移植給患者，使其康復時間從通常的2-3個月短到了一個月，并且皮損修復率高達100%。對于更復雜的，科學家借助生醫用材料已經在外或功培育出、骨骼和卵巢等。
然而，對于更為復雜的，雖然科學家們已經在實驗室中功培育出了迷你心臟和迷你大腦，但由于對發育機制的理解尚不充分，目前還無法完全功地培育出有合適積和完整功能的人類。因此，異種移植和利用其他種培育人類為科學家研究的重點之一。然而，異種移植或培育存在嚴重的安全問題，其中最主要的問題是免疫排斥。免疫系統是我們的保護部門，它的功能是識別“自己”和“非己”，對的等“自己”分進行保護，對病毒、細菌和異種等“非己”分進行攻擊。以前進行異種移植的患者主要死于免疫排斥。然而，隨著生技的發展，基因編輯技為減弱免疫排斥、提高移植功率提供了解決方案。
通過不斷努力，科學家們已經對負責免疫排斥和腎臟發育的基因功能有了深的了解。在最新的研究中，科學家利用基因編輯技敲除了豬負責免疫排斥的基因，從而獲得了免疫缺陷豬模型。然而，即使沒有免疫排斥，讓人的干細胞在豬存活并分化人源化腎臟仍然是一個巨大的挑戰。為了解決這個問題，研究團隊通過深研究不同種之間的差異機制，發現過表達MYCN和BCL2兩個基因可以促使人的干細胞在豬更好地存活。通過在干細胞培養基中加促進分化的化合和調節因子，最終獲得了生存和分化能力兼的腎臟干細胞。然而，讓人的干細胞在豬取代豬的干細胞并發育人源化腎臟仍然是一個難題。為了解決這個問題，研究團隊決定將負責豬腎臟發育的幾個關鍵基因敲除，從而為人源細胞提供充足的發育空間。通過在胚胎發育的早期注幾個人類干細胞，研究團隊最大程度地獲得了嵌合胚胎。同時，為了解決人和豬細胞在外培養條件不同帶來的難題，研究團隊確定了嵌合胚胎的最佳培養條件。經過多個團隊的合作，移植的1820個胚胎中有5個胚胎的腎臟發育到了第二階段，解剖結果顯示腎臟的70%細胞來源于人，說明嵌合腎臟的培育取得了功。
除了豬，其他如猴子、小鼠和山羊等也被用于類的研究。然而，與其他相比，豬與人的大小相當，結構和功能接近，更易于匹配，因此為最常見的供。此外，豬作為飼養的家畜，繁周期短、飼養本低且倫理問題較，因此更科學家的青睞。
除了腎臟，類的研究還包括肝臟、心臟、肺臟和腸道等。盡管類的研究仍于起步階段，技尚不，離應用到移植還有很長的路要走。然而，在發育、疾病發生機制、疾病建模和藥篩選等領域，類已經初步顯示出潛力。例如，在藥篩選領域，常規藥的研發需要經歷多個階段的實驗和臨床研究，時間長、費用高且有一定的風險。利用類研究毒和療效，不僅更接近人的真實效果，而且能夠短研發周期、節省研發費用。類的應用前景廣泛，例如目前正在臨床II期的雙抗藥MCLA-158就是通過類篩選而來，臨床結果表現出。類模型還在結直腸癌和肺纖維化藥的篩選中取得了初步果。
盡管類的應用仍面臨著挑戰和限制，例如對發育機制的了解尚不充分、類無法完全模擬真實的生理功能、類培育技尚不等，但總的來說，類憑借其獨特的優勢和潛力，在藥開發、準醫療、再生醫學等領域的應用前景廣闊。它們可能在未來的醫學研究中發揮重要作用，為人類的健康事業做出貢獻。