德國培育出與人類胚胎心臟相似的“微型心臟”
來源：新華社 發(fā)布時間：2023-04-07 14:34:04
新華社柏林4月6日電 德國研究人員用干細(xì)胞培育出與人類早期胚胎心臟相似的“微型心臟”，可幫助深入理解心臟發(fā)育過程，尋找治療心臟疾病的新方法。
德國慕尼黑理工大學(xué)日前發(fā)布新聞公報說，該校團(tuán)隊培育的這種“微型心臟”直徑僅0.5毫米，在電刺激下能像人類心臟腔室一樣收縮。它是第一種同時包含心肌細(xì)胞和心外膜細(xì)胞的類器官，研究人員稱其為“心外膜類器官”并進(jìn)行了多項分析，相關(guān)論文分別發(fā)表于英國《自然·通訊》和《自然·生物技術(shù)》雜志上。
類器官是由干細(xì)胞通過分化和自組織形成的三維細(xì)胞結(jié)構(gòu)，具有人體相應(yīng)器官的部分特定功能和構(gòu)造，對發(fā)育生物學(xué)研究、疾病建模、藥物篩選等有重要價值。位于心臟外層的心外膜細(xì)胞在發(fā)育過程中起著決定性作用，它們能轉(zhuǎn)化成多種類型的心臟細(xì)胞，對心臟腔室的形成也很重要。
人類受精卵發(fā)育三個星期后，心臟開始形成，人們對這一階段心臟發(fā)育的了解還很少。研究團(tuán)隊使用具有較強分化能力的人類多能干細(xì)胞，用離心機(jī)使約3.5萬個細(xì)胞聚集成球，然后用調(diào)控胚胎發(fā)育的信號分子維甲酸刺激干細(xì)胞。通過控制維甲酸的劑量和添加時間，成功使細(xì)胞球發(fā)育出類似早期心臟的結(jié)構(gòu)。
研究人員在心外膜類器官中發(fā)現(xiàn)了一種新的心臟祖細(xì)胞，此前人們只在小鼠胚胎中發(fā)現(xiàn)過類似細(xì)胞，它們僅在心臟早期發(fā)育階段短暫地出現(xiàn)，既能形成心肌細(xì)胞，也能形成心外膜細(xì)胞。祖細(xì)胞是干細(xì)胞分化成特定細(xì)胞的中間階段。研究人員推斷，人類心臟早期發(fā)育階段也存在這種祖細(xì)胞。這一新發(fā)現(xiàn)有助于弄清為何胚胎心臟能自我修復(fù)，而成年心臟做不到。
該團(tuán)隊還采用一名努南綜合征患者的多能干細(xì)胞，培育出具備相應(yīng)疾病特征的心臟類器官。努南綜合征是一種遺傳疾病，會導(dǎo)致心臟、骨骼等多方面的發(fā)育缺陷。研究人員計劃下一步用類似方法研究其他影響心臟的遺傳性疾病，通過培育“個人化”的類器官幫助尋找治療手段。
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