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皮肤干细胞培育出人类“迷你”心脏

2015-07-17

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美国科学家对从人体皮肤提取的多能干细胞进行遗传重组，培育出了一颗拥有人的心脏细胞的微心室。这颗“小心脏”能像完整大小的心脏那样跳动。研究人员表示，这种“迷你”器官可替代动物实验，筛查新药或测试药物对婴儿的影响，而且还将帮助科学家们揭示更多人体心脏形成和发育的秘密。

该研究的合作者、加州大学伯克利分校生物工程学教授凯文·希利7月15日接受英国每日邮报采访时说：“我们相信，这是首个在试管中培育出的人体微心室。这一技术或能帮助我们快速筛查出可能导致胎儿罹患先天性心脏病的药物。”

他与加州大学旧金山分校格拉德斯通心血管疾病研究所研究员布鲁斯·康克林使用生物化学和生物物理学方法，促使干细胞分化并自我组织成这个包括微心室在内的微型心脏组织。相关研究发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上。

为了测试这套系统作为药物筛查工具的潜力，研究人员让正在分化的细胞同可能会导致严重的先天缺陷的药物利度胺（thalidomide）接触。他们发现，在正常的治疗剂量下，这一药物会导致微心室的发育出现反常，包括大小不断萎缩、肌肉收缩和心律降低等问题。

康克林说：“每年约有28万名孕妇接触对胎儿产生潜在危险的药物，其中，最常见的先天缺陷就包括心脏病，最新系统或许能大幅降低孕妇接触有毒药物的几率。而且，尽管最新研究主要强调的是心脏组织，但新技术有潜力培育出其他身体器官。”

此前，科学家们主要使用实验鼠的心肌细胞来对心脏微组织进行研究，但这并非理想的人类疾病研究模型。由人的干细胞发育而成的“迷你”心脏彻底改变了这一做法，未来将可以替代动物实验。

在正确的引导下，人类多能干细胞完全可以发展成指定的器官细胞组织，神经细胞、血管，甚至是整颗心脏。不过这是理论上。实际上医学界距离培育出整个人类心脏还远得很。而今的成果虽然只是一颗“迷你”心脏，但对实验室内的研究意义重大，因为与实验鼠、实验兔等动物相比，灵长类的身体要复杂脆弱得多，人类尤甚。能替代动物实验的话，很多结果也会变得前所未有，清晰准确。

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