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心瀑样

主图像由密歇根州立大学提供

心脏缺陷是最常见的一种出生缺陷在人类中,近1%的婴儿出生时就有心脏结构或功能方面的问题。

为了治疗或预防这些先天性心脏缺陷,研究人员需要能够研究正在发育的人类心脏——但从伦理上讲,它们不能进入子宫对活胎儿进行测试。

他们可以研究动物模型、细胞培养和捐赠的胎儿遗体,但这些选项不能让他们从第一天就看到真正的人类心脏的发育。

不过,一种新的选择或许可以。

密歇根州立大学的研究人员在一项有待同行评审的研究中透露,他们已经培育出了微小的人类心脏功能模型,也被称为“类心脏器官”干细胞在实验室里。

研究人员Aitor Aguirre说:“现在我们可以两全兼顾,一个精确的人类模型来研究这些疾病——一个微小的人类心脏——而不用使用胎儿材料或违反伦理原则。在新闻发布会上说的。“这是向前迈出的一大步。”

从干细胞到心脏类器官

研究人员已经创造出模仿人类功能和结构的类器官,肾脏,大脑最近,有些已经长出了迷你人心泵甚至模型人类的心脏在心脏骤停。

然而,MSU小组的心脏类器官是独特的:它们包含所有发展中的人类心脏的主要细胞类型,以及一个功能结构,包括心腔和含有血管的组织。

6天后,心脏类器官开始跳动。

为了制造迷你心脏,研究人员从捐赠的成人皮肤或血细胞开始。然后,他们对这些细胞进行基因重组,使其恢复到胚胎干细胞的状态,即它们仍然可以发育成人体中任何类型的细胞的状态。

但这项突破是一项新技术,它引导这些细胞发展成迷你心脏。第6天,心脏开始跳动。到了第15天,它们变成了小球体(直径约为0.4英寸),包含了人类心脏的所有主要细胞类型和结构。

这与胎儿心脏发育的实际时间线一致——这意味着研究人员实时观察了前几周的过程。

节奏继续

密歇根州立大学的研究人员现在正在研究他们心脏类器官的缺陷,希望找到治疗或预防先天性心脏病的方法。

他们也在努力使他们的模型更精确。

研究人员Yonatan israel说:“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。”“然而,它们还没有人类的心脏那么完美。这是我们正在努力的方向。”

尽管如此,据密歇根州立大学的研究人员说,类器官已经是可用的最精确的发展中的人类心脏的实验室培养模型,在预印服务器上发布bioRXiv,创建它们的过程简单、高效和可伸缩。

这篇论文还需要同行评议,但如果该研究成立,密歇根州立大学的类心脏器官将给科学家们提供一个前所未有的关于发展中的人类心脏的视角,并更好地理解所有可能出错的事情。

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