科学家用大鼠器官培育出人类“迷你心脏”
据国外媒体报道,最近科学家们在实验室里成功地开发了一种微型人类心脏——通过一只老鼠的心脏。
在这项研究中,科学家从老鼠的心脏中取出细胞,只留下坚硬的“骨骼”,然后在上面植入人类细胞,最终成功转化为心脏细胞。研究人员表示,这一突破可能会带来药物测试的革命,允许在人造心脏上测试新开发的药物。将来,同样的技术也可以用于实验室培育可移植的心脏。
在美国心脏协会最近在俄勒冈州波特兰举行的“2017年美国基础心血管科学会议”上,研究人员报道了这一突破。心脏病已经成为美国死亡的主要原因,这项成就将使科学家更容易进行心脏病研究。
微型心脏将使测试新药的安全性和有效性变得更加容易,并且将有助于开发人工培养心肌细胞的新方法。研究人员希望通过这种方法,将来可以开发出一种用于心脏移植的全功能人工心脏。
在实验中,研究人员从一只老鼠身上取出一颗心脏,然后使用一种叫做“四流c注释”的技术来培育一颗迷你人类心脏。这项技术是将一种溶剂注入静脉和动脉网络,使研究人员能够剥离小鼠的心脏细胞,同时保留整个心脏的基质,以补充人体心脏细胞。
心脏细胞剥离后留下的“支架”实际上是心脏的框架,由胶原蛋白和其他蛋白质组成。在实验过程中,心脏的血管保持完整,心脏瓣膜和四个心室也保持了它们原来的结构,只是后来人类细胞在上面生长。整个心脏的内部维持正常的血液循环,并刺激心室的机械扩张。
瑞典制药巨头阿斯利康(AstraZeneca)的研究负责人兼负责人阮东阳博士表示:“通过啮齿动物器官的去细胞化和去细胞化来开发微型人体器官,将为基础研究和药理应用研究提供更高质量的活体移植模型。”。“我们主要研究如何通过上腔静脉、升主动脉、肺静脉和肺动脉插管维持大鼠心脏的内部循环网络,即所谓的四流。”
研究人员称,这种方法比之前的隔离朗格姆心脏灌注法更先进——将溶剂注入大鼠心脏。“最大的优势在于可以同时进入冠状动脉和心脏静脉,”阮多阳博士说,“以达到完全心脏再分裂和心室机械刺激的目的。”
扫描结果显示微型心脏的血管和瓣膜功能正常。阮博士说:“这种微型人类心脏是一种复杂的活体模型,将会给器官移植研究带来革命性的影响。”科学家们相信有一天,我们将能够从猪等动物身上取出心脏,然后用病人自己的细胞培育出一颗可以移植的人类心脏。