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奧地利科學院分子生物技術研究所的科學家利用人類多能幹細胞培育出“迷你”心髒類器官，稱為(wei) “類心髒”，它們(men) 可以自行組織為(wei) 心腔狀結構而無需實驗支架，可自主跳動。這一成果可能會(hui) 徹底改變對心血管疾病和先天性心髒病的研究，相關(guan) 論文發表在近日的《細胞》雜誌上。
缺乏良好的人類心髒生理模型是阻礙人們(men) 理解心髒疾病、開發再生療法的主要瓶頸。以前的組織工程學3D心髒類器官對損傷(shang) 的生理反應與(yu) 人類心髒不同，往往不能作為(wei) 良好的疾病模型。
在過去的十年裏，自組織類器官領域為(wei) 生物醫學研究帶來了革命性變化。然而，能夠重現發育和損傷(shang) 反應過程的心髒類器官研究卻一直沒有進展。
研究負責人薩沙·門德詹說：“要使體(ti) 外組織完全具有生理性，它還需要經曆器官的形成過程。”在胚胎中，器官通過自組織過程自行發育，在此過程中，細胞構件相互作用，隨著器官結構的出現和生長而四處移動並改變形狀。
此次，研究人員以特定的順序激活所有參與(yu) 胚胎心髒發育的6個(ge) 已知信號通路，誘導幹細胞自行組織。隨著細胞的分化，它們(men) 開始形成獨立的層，類似於(yu) 心壁結構。經過一周的發育，這些類器官自組成一個(ge) 有封閉空腔的3D結構——相當於(yu) 25天大的心髒。這種過程類似於(yu) 人類心髒的自發生長軌跡。在這個(ge) 階段，心髒隻有一個(ge) 心室，將成為(wei) 成熟心髒的左心室。類器官直徑約為(wei) 2毫米，包含這一發育階段常見的主要細胞類型：心肌細胞、上皮細胞、成纖維細胞和心外膜。
研究小組發現這顆“迷你”心髒有一個(ge) 清晰的心室，可有節奏地收縮，從(cong) 而擠壓腔內(nei) 的液體(ti) 。其每分鍾跳動60到100次，這與(yu) 相同年齡大小的心髒的速率相同。
此外，研究小組還測試了這一心髒類器官對組織損傷(shang) 的反應。他們(men) 用一根冰冷的鋼棒殺死了心髒類器官的部分細胞來模擬心髒病發作後的情況，結果發現，負責傷(shang) 口愈合的心髒成纖維細胞開始向損傷(shang) 部位遷移，並產(chan) 生修複損傷(shang) 的蛋白質。
今後，該研究小組還計劃培育出如同人類真實心髒一樣的具有多個(ge) 腔室的心髒類器官。許多先天性心髒病是在其他腔室開始形成時發生的，因此多腔模型將幫助醫生更好地了解胎兒(er) 的心髒缺陷是如何形成的。
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