干细胞培育搏动的人工心脏组织

美国加州大学伯克利分校的研究人员与美国格拉德斯通研究院的科学家们合作，他们表示利用干细胞培育搏动的心脏组织模板创造了一个新系统，后者可以作为早期心脏发育的模板，以及药物筛查的工具使得怀孕更加安全。格拉德斯通研究院是加州大学旧金山分校附属的一个独立的非营利生命科学研究组织。

“我们相信这是第一个展示在试管里培育人类心脏心室过程的例子，”研究合作高级作者、美国加州大学伯克利分校生物工程系教授凯文•希利（Kevin Healy）这样说道，另一名高级作者是格拉德斯通心血管病研究所高级调查员、美国加州大学旧金山分校医学遗传学和细胞和分子药理学教授布鲁斯•康克林（Bruce Conklin） 。“这项技术可以帮助我们快速筛选可能产生心脏先天缺陷的药物，并指导做出哪些药物可能在孕期非常危险的决策。”

产生心脏缺陷的潜在可能性是决定孕期药物安全的最重要的问题

在这项发表在期刊《自然通信》上的研究里，研究人员使用了生物化学和生物物理学线索来促进干细胞分化并自我组织形成微米大小的心脏组织，包括微室。为了测试这个系统作为药物筛查工具的潜力，研究人员将不同的细胞暴露在萨力多胺（一种安眠药，镇静剂）下，这种药物容易引起严重的先天缺陷。

他们发现在治疗剂量下，这种药物会引发微室的异常发展，包括体积减小、肌肉收缩问题和较低的心率。“我们选择药物心脏发育毒性筛选来论证心脏微室的临床相关应用。” 康克林说道。“每一年，多达280000名怀孕妇女都暴露在具有潜在胎儿风险的药物下。最常见的先天缺陷涉及心脏，产生心脏缺陷的潜在可能性是决定孕期药物安全的最重要的问题。”

研究人员表示虽然这项研究关注于心脏组织，但将这项技术应用于其它器官发育具有非常大的潜力。“我们的关注点在于早期心脏发育，但人类多能干细胞的样式的基本原则，以及随后分化是可以扩展到更大范围的组织类型里，用于理解胚胎形成和组织形态发生。” 希利说道。

这一里程碑发生在希利和其它伯克利研究人员公开发布了一个芯片上的搏动人体心脏细胞系统后四个月，这个系统可以用于检查药物毒性。在这项新研究里，科学家们模仿了人类组织形成，首先使用了从成年人皮肤组织里提取的基因重新编码的干细胞，形成能够搏动的人类心脏细胞的小室。康克林的实验室提供了研究所用的这些人体诱发多能干细胞。