科學家利用幹細胞培育了首個功能性心肌

當人們自己的器官衰竭時，器官移植是挽救生命的寶貴方法，但器官短缺、等待名單以及幫助接受者的身體接受新器官所需的強效藥物只是現有移植過程中的一些困難。

但是，如果有另一種替代器官的方法，一種不那麼依賴從他人身體中獲取完整的活器官的方法呢？美國科學家透過再生功能性人類心肌，在實驗室製造生物工程人類心臟方面取得了進展。在這種情況下，該過程仍然需要使用捐贈的器官，但該器官與受體的細胞融合。

該技術涉及重新填充去細胞化器官 – 剝離了原始捐贈者的活細胞 – 並從潛在接受者的細胞中生長出新的心臟組織誘導性多能幹細胞（）。實際上，捐贈者的心臟被剝奪了會引發受體免疫反應的成分，並被受體自己的心肌細胞所取代。

「再生整個心臟肯定是一個需要幾年時間才能實現的長期目標，因此我們目前正在開發一種功能性心肌補片，可以替代因心臟病發作或心臟衰竭而受損的心臟組織，”研究員雅克蓋耶特說來自馬薩諸塞州總醫院再生醫學中心 (CRM)。

該研究記錄於流通研究，由 CRM 外科醫生 Harald Ott 領導，他之前開發了一種去細胞程序用洗滌劑溶液從大鼠器官中剝離活細胞，然後用適合器官生長的細胞重新填充它們。在這項新研究中，這種多階段過程首次擴大規模並在人類心臟上進行。

Bernhard Jank，醫學博士，麻薩諸塞州總醫院再生醫學中心 Ott 實驗室

“生成功能性心臟組織需要應對幾個挑戰，”蓋耶特說。 「這些包括提供能夠支持心臟功能的結構支架、專門心臟細胞的供應以及細胞可以重新填充支架以形成能夠處理複雜心臟功能的成熟組織的支持環境。”

在這項研究中，研究人員利用了 73 顆被授權用於科學研究的人類心臟，誘導多能性細胞分化為約 5 億個心肌細胞。心肌細胞），然後將它們接種到去細胞心臟的組織中。

經過幾天的培養，心肌細胞發育成自發性收縮的組織，研究人員表示，這代表了人類心肌首次從多能再生在無細胞的人類心臟基質內。然後將跳動器官安裝在自動生物反應器系統中（如圖），該系統為肌肉提供營養液並在活體心臟內重現某些條件。

這項研究可能看起來有點可怕——該團隊正在接近重新動畫師畢竟，這是一個廣闊的領域，但健康的實驗室培育器官的未來應用前景廣闊。

「我們正在採取的下一步措施是改進方法以產生更多的心臟細胞——對整個心臟進行再細胞化需要數百億個細胞——優化基於生物反應器的培養技術，以改善工程心臟組織的成熟度和功能，並以電子方式整合再生的心臟細胞。蓋耶特說。