在科学家的注视下，实验室培养皿中的干细胞组装成芝麻种子大小的微小心脏“类器官”，并开始像真正的微型心脏一样“跳动”。

根据周四(5月20日)发表在《细胞》杂志上的一项新研究，为了引导干细胞进入这些结构，研究小组将细胞暴露在一系列蛋白质和小分子中，这些蛋白质和小分子已知参与了子宫早期人类心脏的发育。这些蛋白质和分子与细胞表面的受体相连，198时时彩平台无论是信誉还是游戏体验感都是有口皆碑的，特别是198彩票代理制度，真的是让利给代理还有会员，平台总代团队还免198彩票注册费叫你如何做代理推广。 ，引发连锁反应，导致干细胞分化成心脏内的几种不同类型的细胞。

研究小组发现，经过一周的发育，这些细胞分化成中空的、室状结构，类似于左心室。此外，心室壁开始有节奏地收缩，模仿人类的心跳。

3D心脏类器官在实验室培养皿中生长的时间间隔

维也纳奥地利科学院(Austrian Academy of Sciences)分子生物技术研究所(Institute of Molecular Biotechnology)的研究组长、资深作者萨沙·门德扬(Sasha Mendjan)说:“我们感兴趣的本质是人类心脏发育的原理，以及当我们有先天性心脏缺陷时，心脏是如何发育失败的。”这些缺陷通常出现在怀孕的相当早期，但科学家无法直接观察人类胚胎来确切地了解它们是如何发生的。“我们无法进入这个窗口——它本质上是一个黑盒子，”Mendjan告诉趣味科学网站。

这就是微小的类器官的作用所在:它们可以让我们对这些发育的早期阶段有一个罕见的了解。该团队称他们的发明为“类心脏器官”，是心脏类器官的简称。Mendjan补充说，心脏样体也可能为了解一些成人心脏状况提供潜在的见解，在这些情况下，受伤的心脏细胞退化到类似胎儿的状态，但不能像胚胎细胞那样再生。

“这项工作是重要的,他们开始从胚胎的身体,“意义3 d丛生的多能干细胞,干细胞的一种,可以产生许多细胞类型,应梅说,克莱姆森大学的生物工程副教授,他并没有参与这项研究。特别的是，该团队成功地将细胞诱导到一个空心的腔室结构中——这是以前在胚胎身体上从未做过的事情，Mei说。

“据我所知，这是第一次。”

从细胞团到心脏跳动

科学家们也可以使用一种叫做组织工程的方法来制造类器官，而不是从大量的干细胞开始，这种方法包括建立一个物理支架，然后将细胞引入到这个结构上。Mendjan说:“当你采用组织工程方法时，你是在按照计划建造东西，你如何知道末端器官应该是什么样子的。”

“我认为两种方法都有各自的优势，”梅说。例如，Mei和他的同事们在《自然生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)的2020年报告中称，他们利用特定的心脏细胞制作了一个类器官，以便在实验室培养皿中模拟心脏病发作。在药物进入动物或人体试验之前，198彩票是那个集团旗下的子品牌，听198彩票总代说198彩平台好像是合乐的姐妹网站，这些支架构建的类器官还可以用于筛选药物，比如用于治疗心脏损伤的药物。

但是，198手机198彩开户APP在那里下载登录，尽管组织工程可以捕捉疾病的特定方面，这些类器官并不能反映出子宫中器官的实际发育情况，梅说。他说，由Mendjan小组开发的新的类心脏更好地捕捉了这一发展过程。

为了将他们的空白干细胞转化成微小的心脏，Mendjan和他的团队激活了细胞中的六个分子通路;每种途径都描述了细胞内活动的涟漪效应，这些活动可以被特定的化学物质触发。该团队尝试以不同的顺序激活这六种途径，并使用不同数量的激活化学物质;最终，他们找到了一种组合，使他们获得了微小的、跳动的心脏类器官。

“从本质上讲，细胞只有信号”，也就是激活的化学物质，“和细胞本身可以依附。”一旦他们找到彼此，他们知道他们必须做什么。”Mendjan说。“我们从中学到的是，你应该让细胞做自己的事情，尽可能少的干扰，”只提供细胞在培养中生存所需的必要信号和燃料。

心脏线本身就像直径约0.04英寸(1毫米)的微小球体，周期性地波动，挤压中空中心的液体。Mendjan说:“这本质上类似于人类怀孕第28天的左心室。”他说，左心室是心脏中第一个正常发育的结构，它随后将含氧血液从心脏泵入体内。

有了这些微小的心脏，研究小组进行了一项实验来模拟类器官的损伤，看看它们是否能模拟真实心脏的情况。他们用一根冷钢棒冷冻了部分心脏样线，杀死了它所接触的细胞;作为回应，心脏样细胞将一组称为成纤维细胞的细胞送到受伤的部位，然后在死亡的细胞上建立一个支架以保持器官样细胞的完整。

这种修复过程的早期阶段已经在动物模型中观察到，但是“这种反应从未在试管中见过，”Mendjan说。“我认为这是我们第一次看到它，因为这些心脏类，它们真的更像一个真正的器官。”

他补充说，即便如此，研究小组还不知道心脏类物质为什么会这样。他们并不清楚这六条分子途径是如何或为何将干细胞诱导到心脏样结构中去的。“还有很多事情我们还不了解，”Mendjan说。展望未来，该团队计划对这些途径进行进一步实验，以确定它们在干细胞中引起了什么样的精确变化，从而形成心脏样结构。

“对我来说，这实际上是一个非常有趣的问题:是什么导致它们形成这个腔体?”梅婧附和道。除了揭开这些分子途径的神秘面纱之外，该团队目前正在努力诱导心脏类软骨形成多个腔室，就像真正的四腔心脏一样。

“我不认为这真的成为现实会有很大的障碍，”Mendjan说。制作一个多腔心线可以让研究小组看到心脏瓣膜的发展和分隔过程，心脏将一个腔分隔成几个腔。Mendjan说，许多先天性心脏缺陷出现在这个发育阶段，所以这样的心脏样线可以提供对这些情况有价值的见解。

目前，在目前的心脏模型中，“他们正在模拟心脏发生的早期阶段，”梅指出。“许多[先天性]疾病开始于较晚的阶段。但你总得有个起点。”