@ 2018.11.14 , 15:00

人工培育出的心房组织

看看科学家最近在实验室里培育出的人造心脏组织——就像真的一样——既令人印象深刻又令人着迷。

人工培育出的心房组织

研究人员制造出了心脏的心房——心脏的上腔室,可以将血液泵入心室或输送到身体的其他部位。

这种人工组织能够像真的人类心房一样跳动、表达基因性状并对药物作出反应,这意味着在开发治疗相关心脏疾病(如房颤)的药物的过程中,它具有无法估量的价值。

该技术主要基于人体诱导性多能干细胞(或叫hiPCSs),它们是直接从成体细胞产生的干细胞;科学家可以将其发育成所需的任何其他类型的细胞。

“这是首次在体外从近乎无限的hiPSC源处培育成的心肌组织。”研究人员之一,来自德国汉堡—埃彭多夫大学医学中心的Marta Lemme说。

“对于学术实验室和制药行业都意义非凡,因为为了测试潜在的新药,我们需要得到心房颤动的体外模型。首先一步就是获得类似于人体心房肌细胞的细胞。”心肌细胞又称心肌纤维,有横纹,受植物性神经支配,属于有横纹的不随意肌,具有兴奋收缩的能力,可以对电击和药物产生反应。

关键的步骤,借助被称为全反式维甲酸的维生素A代谢物,将供体细胞重编程为合适的心房肌样式。因为人工组织与真实心脏非常相近,所以无论是药物筛选还是疾病分析,它都是可用的模型。

“我们的3D人工心脏组织拥有特殊的价值,因为可以使用患者的天然心房组织培养模型,所以能够在分子和功能水平上,反映出患者心脏的状态。”Lemme说。

直接受益的医疗领域包括对心律失常或心律不齐的研究——它有多种表现形式,但最常见的是房颤——心跳通常不规则,有时哪怕一动不动也会搏动得非常快,远远超过你静止休息时的每分钟100次心跳上限。

房颤可能导致头晕、呼吸短促和疲倦,并且通常需用药物控制心率或使用被称为导管消融的手段。后者使用射频能量来消杀引起异常电化学节律的心脏细胞。

虽然人工组织看起来已经十分的逼真,但背后的团队仍然认为还有很大的提升空间。

“对我们来说,下一步要测试各种诱发心律失常的方法,研究心房颤动电重构的机制并测试新药物。”

该研究已发表在《干细胞报告》中。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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