心脏,是人体最重要的器官,是证明生命存活的有力证据,更被世人赞誉为“生命发动机”。不过,虽然心脏这一器官十分重要,但人们对其发育过程却知之甚少。值得庆幸的是,随着
类器官技术的问世,为世人了解心脏的发育机制提供了一条新的研究坦途。
再生医学网获悉,近日,来自奥地利科学院分子生物技术研究所的Sasha Mendjan团队开发出一种能够反映心脏复杂结构的新型多心室心脏类器官。相关研究成果发表在Cell期刊上。
在这项新的研究中,Mendjan团队为每个发育中的心脏结构分别制作了心脏类器官模型。在将左心室、右心室和心房的类器官在一起培养后,Mendjan团队得到了一个惊喜。Mendjan回忆说,“的确,电信号从心房扩散到左心室腔,然后又扩散到右心室腔,就像动物胎儿早期心脏发育一样。”
以前的
心脏类器官模型使得他们能够研究心室的形状和组织结构,而这种新开发的多心室心脏类器官模型使他们能够更进一步,以便研究区域基因表达差异如何导致特定的心室收缩模式以及心室之间错综复杂的交流。
除了研究人体发育外,多心室心脏类器官还能让人们研究特定心室的缺陷。在一项原理验证中,Mendjan团队建立了一种缺陷筛选平台,用于研究已知的致畸剂和突变如何同时影响数百个心脏类器官。
Mendjan说,“我们的测试表明,多心室心脏类器官能够重现胚胎心脏的发育过程,并以高度特异性揭示对整个心脏的破坏性影响。我们采用整体方法,同时观察多个测试结果。”
未来,多心室心脏类器官可用于毒理学研究和开发具有心脏腔特异性效应的新药。
Mendjan补充说,“例如,房性心律失常很普遍,但我们目前还没有很好的药物来治疗它。其中一个原因是,迄今为止还没有囊括发育中心脏所有区域协调工作的模型。尽管心脏缺陷很常见,是导致流产的主要原因之一,但其个体起源往往仍然未知。”
先天性心脏缺陷是一种较为常见的发育缺陷疾病,据不完全统计,每50名新生儿中就有一人患有先天性心脏缺陷。但在过去,人们对于先天性心脏缺陷形成的原因并不甚了解。对此,
再生医学网表示,随着该项研究成果的问世,这一谜团或将有望被解开。