據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，加拿大多倫多大學(xué)生物材料與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院(IBBME)和麥克尤恩再生醫(yī)學(xué)中心研究人員合作，首次確定了與心臟功能有關(guān)的最佳結(jié)構(gòu)和細(xì)胞比例，這一發(fā)現(xiàn)也讓該小組轉(zhuǎn)向另一項(xiàng)研究：設(shè)計(jì)制造迄今為止第一個(gè)活的三維人類心率失常組織。這也標(biāo)志著研究人員首次試圖確定一種精確的細(xì)胞類型與比例的“配方”，按這種“配方”就能生產(chǎn)出高度功能化的心臟組織。相關(guān)論文發(fā)表在最近的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。

　　“心臟不是由一種細(xì)胞構(gòu)成。”論文第一作者、IBBME博士生尼馬倫·薩瓦迪倫說(shuō)，以前在培養(yǎng)心臟組織時(shí)，科學(xué)家不知道該怎樣把不同類型的細(xì)胞混合，才能讓它們發(fā)育成心臟結(jié)構(gòu)，逐漸成熟變成自然的人類心臟。

　　薩瓦迪倫將由人類多能干細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的不同細(xì)胞類型分離開(kāi)來(lái)，再精確地“組裝”回去。通過(guò)得分度量法將它們與心臟功能，如收縮、電活性和細(xì)胞排列等聯(lián)系在一起，形成了一種“配方”公式，據(jù)此能制造出高度功能性的心臟組織。“細(xì)胞的比例構(gòu)成非常關(guān)鍵。”薩瓦迪倫說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)，以25%的心臟成纖維細(xì)胞(類皮膚細(xì)胞)對(duì)75%的心肌細(xì)胞(心臟細(xì)胞)效果最好。”經(jīng)過(guò)精心混合的細(xì)胞比例會(huì)模擬人類心臟組織的結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)成三維的“線”。

　　找到了恰當(dāng)?shù)男呐K細(xì)胞比例構(gòu)成后，研究人員設(shè)計(jì)了第一個(gè)三維心率失常組織模型。他們對(duì)該組織施加了電脈沖，“擊中”了不規(guī)律跳動(dòng)的組織，將其轉(zhuǎn)變成有規(guī)律收縮的狀態(tài)。心率失常是指心臟電脈沖被打亂，不能有效收縮和泵血，每年都有數(shù)百萬(wàn)人遭受心率失常。“現(xiàn)在我們能把這種比例構(gòu)成與電刺激和機(jī)械刺激結(jié)合起來(lái)，得到一種用于心臟研究的、真正的生物模擬系統(tǒng)。”論文通訊作者米利卡·雷迪斯科說(shuō)。

　　“研究中一個(gè)令人興奮的成果是，我們能培養(yǎng)出人類心臟微型組織，用于測(cè)試健康的和有病的人類心臟對(duì)藥物的反應(yīng)，”論文通訊作者、IBBME與麥克尤恩再生醫(yī)學(xué)中心干細(xì)胞生物工程研究主席彼得·薩斯特拉說(shuō)。

　　由于人類心臟細(xì)胞生長(zhǎng)不易，用人類干細(xì)胞制造出高效的功能性心臟組織，是科學(xué)家極為關(guān)心的問(wèn)題。在藥物篩選方面也對(duì)高度功能性心臟組織需求迫切。目前，研究小組正在與再生醫(yī)學(xué)商業(yè)化中心(CCRM)合作，推廣他們的組織模型平臺(tái)。(常麗君)