科技日報訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道,，加拿大多倫多大學(xué)生物材料與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院（IBBME）和麥克尤恩再生醫(yī)學(xué)中心研究人員合作,，首次確定了與心臟功能有關(guān)的最佳結(jié)構(gòu)和細(xì)胞比例，這一發(fā)現(xiàn)也讓該小組轉(zhuǎn)向另一項(xiàng)研究：設(shè)計制造迄今為止第一個活的三維人類心率失常組織,。這也標(biāo)志著研究人員首次試圖確定一種精確的細(xì)胞類型與比例的“配方”,，按這種“配方”就能生產(chǎn)出高度功能化的心臟組織。相關(guān)論文發(fā)表在最近的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上,。
“心臟不是由一種細(xì)胞構(gòu)成,。”論文第一作者,、IBBME博士生尼馬倫·薩瓦迪倫說,，以前在培養(yǎng)心臟組織時，科學(xué)家不知道該怎樣把不同類型的細(xì)胞混合,，才能讓它們發(fā)育成心臟結(jié)構(gòu),，逐漸成熟變成自然的人類心臟。
薩瓦迪倫將由人類多能干細(xì)胞發(fā)育而來的不同細(xì)胞類型分離開來,，再精確地“組裝”回去,。通過得分度量法將它們與心臟功能，如收縮、電活性和細(xì)胞排列等聯(lián)系在一起,，形成了一種“配方”公式,，據(jù)此能制造出高度功能性的心臟組織?！凹?xì)胞的比例構(gòu)成非常關(guān)鍵,。”薩瓦迪倫說,，“我們發(fā)現(xiàn),，以25%的心臟成纖維細(xì)胞（類皮膚細(xì)胞）對75%的心肌細(xì)胞（心臟細(xì)胞）效果最好?！苯?jīng)過精心混合的細(xì)胞比例會模擬人類心臟組織的結(jié)構(gòu),，生長成三維的“線”。
找到了恰當(dāng)?shù)男呐K細(xì)胞比例構(gòu)成后,，研究人員設(shè)計了第一個三維心率失常組織模型,。他們對該組織施加了電脈沖，“擊中”了不規(guī)律跳動的組織,，將其轉(zhuǎn)變成有規(guī)律收縮的狀態(tài),。心率失常是指心臟電脈沖被打亂，不能有效收縮和泵血,，每年都有數(shù)百萬人遭受心率失常,。“現(xiàn)在我們能把這種比例構(gòu)成與電刺激和機(jī)械刺激結(jié)合起來,，得到一種用于心臟研究的,、真正的生物模擬系統(tǒng)?！闭撐耐ㄓ嵶髡呙桌āだ椎纤箍普f,。
“研究中一個令人興奮的成果是，我們能培養(yǎng)出人類心臟微型組織,，用于測試健康的和有病的人類心臟對藥物的反應(yīng),，”論文通訊作者、IBBME與麥克尤恩再生醫(yī)學(xué)中心干細(xì)胞生物工程研究主席彼得·薩斯特拉說,。
由于人類心臟細(xì)胞生長不易,，用人類干細(xì)胞制造出高效的功能性心臟組織，是科學(xué)家極為關(guān)心的問題,。在藥物篩選方面也對高度功能性心臟組織需求迫切。目前,，研究小組正在與再生醫(yī)學(xué)商業(yè)化中心（CCRM）合作,，推廣他們的組織模型平臺。（常麗君）
