人類心臟大約在母體懷孕3周后開始形成，即心臟發(fā)育的早期階段處于女性通常還不知道自己懷孕的時期。此外，動物心臟的研究結(jié)果不能完全對應(yīng)到人類心臟上。因此，科學(xué)家對人類心臟形成的許多細(xì)節(jié)知之甚少。

　　為此，德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)誘導(dǎo)干細(xì)胞模仿人類心臟發(fā)育過程，得到了“微型心臟”。這種類器官可幫助研究人員深入理解心臟發(fā)育過程，尋找治療心臟疾病的新方法。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然-生物技術(shù)》《自然-通訊》。

　　TUM心血管疾病再生醫(yī)學(xué)教授Alessandra Moretti團(tuán)隊報告了使用多能干細(xì)胞制造“迷你心臟”的方法。他們將約3.5萬個細(xì)胞放置在離心機(jī)中，使其旋轉(zhuǎn)成一個球體，并在接下來的幾周里，按照固定方案，向細(xì)胞培養(yǎng)物中添加不同的信號分子。

　　“通過這種方式，我們模仿了體內(nèi)控制心臟發(fā)育的信號通路。”Moretti解釋道。

　　2021年，第一個被報告的心臟類器官同時具有的是心肌細(xì)胞和心內(nèi)膜細(xì)胞。而通過上述方法培育出的“微型心臟”直徑僅0.5毫米，是第一種同時包含心肌細(xì)胞和心外膜細(xì)胞的類器官，其在電刺激下能像真正的心臟腔室一樣收縮。

　　“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。”研究論文第一作者Anna Meier博士說，于是研究團(tuán)隊將該“微型心臟”命名為“心外膜”。

　　除了成功制備類器官外，該團(tuán)隊還在其中首次發(fā)現(xiàn)了心外膜類器官中發(fā)現(xiàn)了一種新的心臟祖細(xì)胞。通過對類器官中單個細(xì)胞的分析，他們確定這種細(xì)胞是在類器官發(fā)育的第七天左右形成的。

　　此前研究人員只在小鼠胚胎中發(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。

　　“我們假設(shè)人類心臟早期發(fā)育階段也存在這種祖細(xì)胞，哪怕只存在幾天。”Moretti說。

　　上述發(fā)現(xiàn)可能為解釋為何胎兒心臟可自我修復(fù)，但成年人心臟不具備這種能力提供線索。

　　此外，研究團(tuán)隊還利用一名努南綜合征(遺傳疾病，心臟、骨骼等多方面存在發(fā)育缺陷)患者的多能干細(xì)胞，培育出了具備相應(yīng)疾病特征的心臟類器官。研究人員計劃用類似方法研究其他其他先天性心臟缺陷，以尋找治療方法。(來源：中國科學(xué)報 許悅)