类器官的进展：培养皿中的迷你心脏

慕尼黑工业大学(TUM)的一个研究小组诱导干细胞模拟人类心脏的发育。结果是一种被称为类器官的“迷你心脏”。它将允许研究我们心脏的最早发育阶段，并促进对疾病的研究。

人类心脏在受孕后约三周开始形成。这使得心脏发育的早期阶段处于女性通常仍然不知道自己怀孕的时期。这就是为什么我们对心脏如何形成的许多细节仍然知之甚少的原因之一。动物研究的结果不能完全转移到人类身上。在TUM开发的类器官可能对研究人员有所帮助。

一个由35，000个细胞组成的球

该团队与心血管疾病再生医学教授亚历山德拉·莫雷蒂(Alessandra Moretti)合作，开发了一种使用多能干细胞制造“迷你心脏”的方法。大约 35，000 个细胞在离心机中旋转成一个球体。在几周的时间内，在固定的方案中将不同的信号分子添加到细胞培养物中。

“通过这种方式，我们模仿了体内控制心脏发育计划的信号通路，”亚历山德拉·莫雷蒂解释说。该小组现已将其工作发表在《自然生物技术》杂志上，并在《自然通讯》上发表了一项相关研究。

有史以来第一个“表心形心形”

所得类器官的直径约为半毫米。虽然它们不泵血，但它们可以受到电刺激，并且能够像人类心腔一样收缩。Moretti教授和她的团队是世界上第一批成功创建包含心肌细胞(心肌细胞)和心壁外层细胞(心外膜)的类器官的研究人员。在心脏类器官的年轻历史中(第一次是在 2021 年描述的)，研究人员以前只创造了具有心肌细胞和来自心壁内层(心内膜)细胞的类器官。

“为了了解心脏是如何形成的，心外膜细胞是决定性的，”该研究的第一作者Anna Meier博士说。“心脏中的其他细胞类型，例如连接组织和血管的细胞，都是由这些细胞形成的。心外膜在形成心腔方面也起着非常重要的作用。该团队恰当地将新的类器官命名为“epi心形”。

发现新的细胞类型

除了生产类器官的方法外，该团队还报告了其第一批新发现。通过对单个细胞的分析，他们确定最近在小鼠中发现的一种类型的前体细胞是在类器官发育的第七天左右形成的。心外膜由这些细胞形成。“我们假设这些细胞也存在于人体中 - 即使只有几天，”莫雷蒂教授说。

这些见解也可能提供线索，说明为什么胎儿心脏可以自我修复，这种能力在成年人的心脏中几乎完全不存在。这些知识可以帮助找到心脏病发作和其他疾病的新治疗方法。

生产“个性化类器官”

研究小组还表明，类器官可用于调查个体患者的疾病。使用来自Noonan综合征患者的多能干细胞，研究人员生产了类器官，模拟了培养皿中的疾病特征。在接下来的几个月里，该团队计划使用类似的个性化类器官来研究其他先天性心脏缺陷。

由于有可能在类器官中模拟心脏状况，将来可以直接在它们身上测试药物。“可以想象，这种测试可以减少开发药物时对动物实验的需求，”Alessandra Moretti说。

研究人员已经注册了制造心脏类器官过程的国际专利。Epi心形模型是TUM的几个类器官项目之一。在类器官系统中心，来自不同部门和的工作组将进行合作。他们将通过最先进的成像和细胞分析对胰腺，大脑和心脏类器官进行跨学科研究，以研究器官，癌症和神经退行性疾病的形成，并通过人类3D系统实现医学进展。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！