科学|陈根：迷你人类心脏模型，为人类心脏研究提供强大工具
文/陈根
心血管相关疾病是一个重要的全球健康问题 。 心血管疾病（CVD）是发达国家的主要死亡原因 ， 占美国死亡率的三分之一 。 先天性心脏病（CHD）影响所有活产婴儿的约1% ， 使其成为人类最常见的出生缺陷 。
尽管目前的技术提供了一些了解这些疾病如何起源的途径 ， 但由于缺乏生理复杂性 ， 其提供疾病发病机制和进展的完整概述的能力有限 。
现在 ， 密歇根州立大学的科学家们在实验室里创造了有史以来第一个功能齐全的微型人类心脏模型 。 这些心脏“器官体”由干细胞培育而成 ， 由所有初级心脏细胞类型组成 ， 并具有心室和血管 。 它们可以帮助我们了解心脏是如何发育的 ， 并为治疗疾病建立更好的模型 。
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为了制造这些人类心脏器官体(hHOs) ， 科学家们首先从成年人身上提取皮肤或血液细胞样本 ， 然后将它们重编程为被称为诱导多能干细胞(IPSCs)的干细胞 ， 这些干细胞可以分化成任何其他需要的细胞类型 。 过去 ， 它们已被用于创造迷你版的人体器官 ， 如肾脏、肝脏、肺、血管甚至大脑 。 现在 ， 该团队已经将心脏加入到列表中 。
这个过程允许干细胞基本上像胚胎一样发育成心脏中存在的各种细胞类型和结构 ， 研究人员表示“通过给细胞提供指示 ， 让细胞知道在满足所有适当条件时它们需要做些什么” 。 由于类器官遵循自然心脏胚胎发育过程 ， 研究人员实时研究了实际胎儿心脏的自然生长 。
与现有的昂贵 ， 劳动密集且不易扩展的组织工程方法相比 ， 该技术允许相对容易地同时创建众多人类心脏器官体(hHOs) 。
同时 ， 虽然hHO很复杂 ， 但远非完美 。 类器官是胎儿心脏的小模型 ， 具有代表性的功能和结构特征 。 但目前类器官还不像人类的心脏那么完美 。 对于团队来说 ， 改进类器官是未来研究的另一个关键途径 。
但即使还有局限 ， 此次研究的模型也为人类心脏发育和疾病的发现和转化研究提供了强大的新颖工具 。 这令研究人员可以拥有两全其美的精确人体模型来研究这些疾病 ， 而无需使用胎儿材料或违反道德原则 。
该研究目前已在网上以预印本上发表 。
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