心脏病有救啦！美国科学家通过干细胞培养出成人心肌

【成人型的人类心脏肌肉生长于特定病人的干细胞】目前的生物工程组织没有显示出成人心脏功能的一些最关键的特征。直到现在，研究人员还没有能够培养出足够成熟的人工心脏肌肉来进行医学研究。

人类心脏组织，如心脏肌肉的生长将改变生物医学研究，研究人员能够在完全受控的条件下研究人类心脏病的生理模型。科学家们可以培养出许多组织，包括心脏肌肉，从我们任何一个人的血液样本中提取的干细胞。

哥伦比亚大学的研究人员已经开发出一种全新的方法，可以从血液衍生的人类诱导性多能干细胞中培育出类似于实验室成人的心脏肌肉。他们本质上压缩了开发的时间框架，通常需要9个月的时间，比任何其他团队能够实现更快、更完整地过渡到心脏成熟度。他们的方法是，在自发收缩开始后不久，通过将胶囊包裹在水凝胶中的细胞，以逐渐增强的物理条件作用，从早期的ipscs衍生的心肌细胞中形成人的心脏组织。他们的研究结果发表在今天的《自然》杂志上。

研究人员表示：“许多正在进行的，包括来自我们的实验室的仿生心脏试图概括已知的事件，因为这些努力在多大程度上是有限的，所以我们决定尝试一些全新的东西，探索加速发展的概念。

在哥伦比亚大学的两个校区，整个团队都在进行创造性的思考和工程，以开发我们现在拥有的模型，一个高度成熟的，特定于病人的心脏肌肉，可以用来研究心脏发育、生理、疾病和对药物的反应。

研究小组使用了早期的心肌细胞，来源于从血液样本中获得的人体干细胞，这些干细胞是自发的，但仍有许多发育可塑性。他们将这些心肌细胞和支持细胞包裹在纤维蛋白胶凝溶液中，以形成一个围绕两个弹性支柱的初始组织。他们在一个多室的平台上培养了这些组织，包含了许多小型人类心脏肌肉的生物复制品。在这个平台上，研究人员应用电子起搏来迫使生物工程心脏肌肉收缩，并通过拉动弹性支柱来对抗负荷，这正是身体健康的心脏肌肉所发生的事情。

除了环境控制和分子和物理调控因子的应用外，该平台还对众多功能特性进行了光学测量。研究小组开发了测量频率、振幅、收缩力和钙信号传播的方法和软件，以及其他重要的组织特性和对药物的反应。由人类多能干细胞制成的成人型心脏组织包含横向小管，这是成熟的标志，在免疫荧光图像中可见。

“我们领域的共同方法是，开始的心肌细胞越成熟，越好，然而，我们发现，仍有发育可塑性的非常早期的细胞，对我们所传递的驱动成熟的外部信号会有更好的反应。”

这项研究的另一个主要进展是，研究人员采用了一种特殊的机电条件反射机制，不是在胎儿心脏发育过程中出现的温和的机械拉伸，而是每天逐渐增加电性收缩的频率，这对进一步理解心脏疾病以及寻找更好的治疗方案使一个全新的角度。

文章来源：来宝网