Qi没有氧气，哺乳动物细胞就会死亡。矛盾的是，为被剥夺氧气的细胞恢复氧气也会导致压力和损伤——这种现象称为再灌注或再氧合损伤。在缺血后几分钟内，细胞就会出现酸中毒和水肿，并引发细胞膜和细胞器的继发性损伤，并引起细胞死亡。在全身范围内，激素和细胞因子会全身释放，激活自主神经、免疫和凝血系统，导致终末器官损伤，最终引起全身代谢性酸中毒和高钾血症。然而，最近的研究对循环中断数小时后细胞必然死亡的结论提出质疑，比如基于BrainEx技术猪脑在离体数小时后仍能恢复循环和细胞活动。然而，将用于分子和细胞恢复的分离器官模型的解决方案转化为长期缺血后的全身应用仍然存在重大挑战。年8月3日，来自耶鲁大学医学院的NenadSestan团队在Nature杂志上发表了一篇题为Cellularrecoveryafterprolongedwarmischaemiaofthewholebody的文章，他们基于BrainEx技术开发了OrganEx，在热缺血1小时后，仍能保持组织完整性，并减少细胞死亡和恢复多个重要器官的选定分子和细胞过程。相应地，单核转录组分析揭示了器官和细胞类型特异性基因表达模式，反映了特定的分子和细胞修复过程，强调了先前被低估的大型哺乳动物中长期全身热缺血后的细胞恢复潜力。OrganEx包含灌注系统和合成灌注液，为了评估OrganEx在大型哺乳动物中的应用，作者将热缺血的猪模型通过股动脉/静脉方法连接到灌注系统以恢复全身循环（图1）。研究包含5各组别：分别是3个不同热缺血时间（warmischaemiatime,WIT）的对照组（0、1、7小时），2个灌注干预组（临床标准的心肺置换灌注装置体外膜氧合系统ECMO或OrganEx技术）。相较于ECMO的低流量或无流量状态，OrganEx组的全身灌注强劲，系统传感器显示出生理流速和动脉压的恢复，静脉血的氧饱和度数据也提示能向全身输送足够水平的氧气。此外，ECMO组中观察到的死后僵硬和苍白不存在，组织学分析也显示对氧敏感的脑区、外周组织器官等没有明显损伤，几乎可以达到0小时WIT组的水平。这些发现说明在热缺血1小时后，OrganEx可以恢复循环并恢复观察到的全身生理和代谢参数（图2）。图1.OrganEx工作流程示意图和实验设置。由于OrganEx灌流液含有细胞死亡抑制剂，作者检测了不同组织器官的细胞死亡途径的关键蛋白活化caspase-3（actCASP3），与其他组相比，OrganEx组中的actCASP3和TUNEL的强度与0hWIT组相当，表明OrganEx灌注减少了caspase-3活化并减少了细胞凋亡。在观察到这些改善之后，作者详细研究了细胞能量平衡，比如利用荧光葡萄糖类似物2-NBDG测量了高度代谢器官（大脑、心脏、肾脏）的葡萄糖摄取能力，OrganEx和0hWIT组的葡萄糖摄取水平相当，而ECMO组的细胞葡萄糖捕获减少。此外，用心电图进行的心脏评估表明，OrganEx而非ECMO组中QRS波群自发重新出现。与此同时，作者还对肝、肾脏、大脑功能分别进行了评估，强调了OrganEx的优越性。图2.不同实验条件下组织器官的完整性分析。为了研究对不同缺血暴露的转录组反应和OrganEx干预的影响，作者进行了snRNA-seq（