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可自主跳动的人类自组织心脏类器官培育成功

发布日期:2021-05-26 23:31   来源:未知   阅读:

  科技日报北京5月24日电 (实习记者张佳欣)奥地利科学院分子生物技能研究所的迷信家利用人类多能干细胞培育出“迷你”心脏类器官,称为“类心脏”,它们可能自行组织为心腔状结构而无需实验支架,可自主跳动。这一成果可能会彻底转变对心血管疾病和先天性心脏病的研究,相关论文发表在近日的《细胞》杂志上。

  缺乏良好的人类心脏生理模型是妨害人们懂得心脏疾病、开发再生疗法的主要瓶颈。以前的组织工程学3D心脏类器官对损害的生理反应与人类心脏不同,往往不能作为良好的疾病模型。

  在从前的十年里,自组织类器官范围为生物医学研究带来了革命性变革。然而,可能重现发育跟损伤反映进程的心脏类器官研究却始终不进展。

  研究负责人萨沙?门德詹说:“要使体外组织完全存在生理性,它还需要经历器官的形成过程。”在胚胎中,器官通过自组织过程自行发育,在此过程中,细胞构件彼此作用,随着器官结构的浮现跟成长而到处移动并改变形状。

  此次,研究人员以特定的顺序激活所有加入胚胎心脏发育的6个已知信号通路,勾引干细胞自行组织。跟着细胞的分化,它们开始造成独破的层,相似于心壁构造。经过一周的发育,这些类器官自组成一个有封闭空腔的3D结构??相当于25天大的心脏。这种过程类似于人类心脏的自发生长轨迹。在这个阶段,心脏只有一个心室,将成为成熟心脏的左心室。类器官直径约为2毫米,包含这一发育阶段常见的重要细胞类型:心肌细胞、上皮细胞、成纤维细胞和心外膜。

  研究小组发现这颗“迷你”心脏有一个明白的心室,可有节奏地紧缩,从而挤压腔内的液体。其每分钟跳动60到100次,这与雷同年事大小的心脏的速率相同。

  此外,研究小组还测试了这二心脏类器官对组织伤害的反应。他们用一根冰冷的钢棒杀去世了心脏类器官的部分细胞来模拟心脏病发生后的情况,结果发明,负责伤口愈合的心脏成纤维细胞开始向损害部位迁徙,并发生修复侵害的蛋白质。

  今后,该研讨小组还盘算培养出如同人类切实心脏一样的具备多个腔室的心脏类器官。良多先本性心脏病是在其余腔室开端造成时产生的,因此多腔模型将帮助医生更好地理解胎儿的心脏毛病是如何构成的。 【编辑:刘湃】

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