密歇根州立大学(Michigan State University)的研究人员首次在实验室中创建了一个微型人类心脏模型，该模型包括所有初级心脏细胞类型以及心室和血管组织的功能结构。
这些小心脏构成了令人难以置信的强大模型，在其中可以以前所未有的精确度研究各种心脏疾病，Aitor Aguirre说，他是该研究的资深作者，也是密歇根州立大学定量健康科学与工程研究所生物医学工程的助理教授。
本研究建立了在特定条件下人类早期心脏发育模型的心脏类器官的生成。出现在bioRxiv预印本服务器上，由美国心脏协会和国家卫生研究院资助。在美国，心脏病是头号死因。
人类心脏类器官，或简称hHOs，是通过一种模仿胚胎和胎儿发育环境的新型干细胞框架创造出来的。
“没有,瀑样本;意思类似于器官;是在很大程度上再现器官性质和结构的自组装三维细胞构造，阿吉雷实验室的研究生、该研究的第一作者Yonatan israel说。
这项创新运用了一种生物工程过程，使用诱导多能干细胞。来自病人的成人细胞在培养皿中触发胚胎样心脏发育&几周后就产生了一个功能齐全的迷你心脏。干细胞取自自愿的成年人，因此不涉及伦理问题。
这个过程使干细胞基本上像在胚胎中一样发育成各种细胞类型和结构，呈现在心脏中。Aguirre说。我们给细胞指令，它们知道在所有合适的条件满足时它们应该做什么。
由于类器官遵循心脏胚胎的自然发育过程，研究人员实时研究了真实的人类胎儿心脏的自然生长。
这项技术可以相对轻松地同时创建多个hho，而现有的组织工程方法成本昂贵、劳动密集型且不易扩展。
胎儿心脏发育和先天性心脏缺陷研究面临的主要问题之一是获取发育中的心脏。研究人员一直局限于使用哺乳动物模型、捐赠的胎儿遗体和体外细胞研究来接近功能和发育。
现在我们可以两全其美，有一个精确的人类模型来研究这些疾病。一颗小小的人类心脏不使用胎儿材料或违反伦理原则。这是向前迈出的一大步。Aguirre说。
下一个,是吗?对于Aguirre来说，这个过程是双重的。首先，心脏类器官代表了对胎儿心脏如何发育的具体细节的前所未有的观察。
在实验室里，我们正在用心脏器官来模拟先天性心脏病。人类最常见的出生缺陷影响近1%的新生儿。Aguirre说。通过我们的心脏器官，我们可以研究先天性心脏病的起源并找到阻止它的方法。
其次，尽管hHO很复杂，但它远非完美。对于这个团队来说，改进最终的有机体是未来研究的另一个关键途径。类器官是具有代表性的功能和结构特征的胎儿心脏小模型。以色列说。然而，它们还没有人类的心脏那么完美。这是我们正在努力实现的目标。
Aguirre和他的团队对这些微型心脏的广泛适用性感到兴奋。它们使人们有了前所未有的能力来研究许多其他心血管相关疾病。从化疗诱导的心脏毒性到妊娠期糖尿病对胎儿心脏发育的影响。
参与这项研究的其他研究人员还有MSU的Aaron Wasserman, Mitchell Gabalski和Kristen Ball;以及圣路易斯华盛顿大学的周潮、周金渊和倪光明。
(媒体注意:请在在线报道中加入原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.25.171611v2)
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://msutoday.msu.edu/news/2020/michigan-state-scientists-grow-the-first-functioning-mini-human-heart-model/