Nature子刊：培养皿里的心肌梗死模型!
发布日期：2022-03-14 作者：WLT 点击：
南卡罗来纳医科大学和克莱姆森大学的研究人员报告说，他们已经开发出用于模拟心肌梗死和药物心脏毒性的人类心脏器官。
南卡罗来纳医科大学和克莱姆森大学的研究人员报告说，他们已经开发出用于模拟心肌梗死和药物心脏毒性的人类心脏器官。
普通美国人每40秒就有一次心脏病发作。然而，研究人员还没有一个模型来完全描述心脏病发作后的人类心脏。
来自南卡罗莱纳医科大学(MUSC)和克莱姆森大学的一个研究小组最近在《自然生物医学工程》杂志的一篇文章中报告说，他们已经开发出直径小于1毫米的人类心脏器官，这与心脏病发作时的生理条件非常相似。
该团队由梅颖领导，他是MUSC-克莱姆森生物工程项目的成员，也是生物工程博士。该项目将克莱姆森生物工程师和生物工程博士生安置在MUSC校区，以便他们能够与临床医生互动。这篇文章的主要作者迪伦·理查兹博士是两所大学联合培养的毕业生。
理查兹说:“我们基本上可以将心脏病发作的复杂三维特征简化为一个微观组织模型。”
这种器官是直径不到1毫米的三维多细胞组织，这些器官或微组织的功能与全尺寸的对应器官相似:像人类的心脏一样跳动和收缩。在这个模型中，多能干细胞被诱导分裂并成熟为几种类型的心脏细胞，然后这些细胞相互作用并自我组装形成器官。
传统上，生物学家使用培养皿或动物模型中的细胞来识别研究中的疾病。这些方法都有各自的缺点，器官模型克服了这些缺点。
培养皿中的细胞在细胞层面学习东西是有好处的，但细胞在平面上二维生长是不自然的。
动物模型在复制人体中发生的事情方面非常有用，但它们只适合于进一步的研究。类器官，尤其是心脏类器官，特别适合复制人类的条件。
理查兹解释说，“老鼠的心跳比人类快5到10倍。”
相反，心脏器官样组织重建了人的心脏，这与心脏病发作导致缺氧后的组织功能障碍非常相似。因为很难在心脏病发作后立即获得样本，我们关于心脏病发作的大部分知识来自于最初缺氧后很久的观察。器官样模型填补了这一空白，使得缺氧后的情况立即可见。
“这有助于我们更好地理解细胞的短期反应，进而理解瞬时损伤如何导致长期损伤，”理查兹说。
该模型也使研究人员能够测试心脏药物是否能够改善心脏病发作。
理查兹解释说:“这有助于我们确定一种药物是否能有效防止这种损伤或防止缺氧的有害反应。”并测试在健康心脏中安全的药物在患病心脏中是否安全。这些信息可以指导医生更恰当地为首发心脏病患者开药。
简而言之，该模型为研究人员提供了对心脏病发作早期事件的理解。梅打算通过添加免疫细胞来使模型更好。免疫细胞负责清除心脏病发作导致的死亡细胞。通过这样做，他们可以确定免疫细胞如何在缺氧损伤后的心脏组织重建中发挥作用。
梅教授还想研究患者的遗传对其预后的影响。这些器官可以帮助我们更全面地了解患者的特定遗传特征如何影响他们的康复。
“我们不是第一个概括细胞甚至组织水平反应的人。然而，我认为我们是总结器官水平反应的第一人。”
这篇文章的共同作者将这项研究献给他们亲爱的朋友和共同作者克雷格·比森博士，他在他们的文章发表前死于癌症。
参考
用于模拟心肌梗塞和药物心脏毒性的人类心脏器官
(本文为转载)
