科學家們在實驗室里創造了有史以來第一個功能齊全的微型人類心臟模型。這些心臟「器官體」由幹細胞培育而成,由所有初級心臟細胞類型組成,並具有心室和血管。它們可以幫助我們了解心臟是如何發育的,並為治療疾病建立更好的模型。
為了製造這些人類心臟器官體(hHOs),科學家們首先從成年人身上提取皮膚或血液細胞樣本,然後將它們重編程為被稱為誘導多能幹細胞(IPSCs)的幹細胞,這些幹細胞可以分化成任何其他需要的細胞類型。過去,它們已被用於創造迷你版的人體器官,如腎臟、肝臟、肺、血管甚至大腦。現在,該團隊已經將心臟加入到列表中。
「這個過程允許幹細胞發育,基本上就像在胚胎中一樣,發育成心臟中存在的各種細胞類型和結構,」該研究的資深作者Aitor Aguirre說。「我們給細胞下達指令,當所有合適的條件都滿足時,它們知道自己要做什麼。」
該團隊表示,實驗室培育的迷你心臟可以幫助密切跟蹤人類心臟的最初發育,為該過程提供了一個新的窗口。到了第六天,器官體開始跳動,到了第15天,它們已經長成了寬約1毫米(0.4英寸)的球體,完成了複雜的內腔。它們還包含了所有主要的心臟細胞類型。
此前培育迷你心臟的研究涉及到 「人性化」的大鼠心臟,將大鼠細胞剝離出來,用人類的等效細胞代替。新方法的優勢在於,批量培育器官細胞的速度更快。
那麼,在實驗室里培育微小的心臟有什麼意義呢?研究人員表示,它們可以允許對先天性心臟病等疾病進行新的治療,並為在心臟上測試藥物和治療方法提供一個倫理平台。
該研究目前已在網上以預印本上發表。