在科學家的注視下，實驗室菜餚中的干細胞將自己組裝成小心臟“類器官”，大致與芝麻的大小相似，並開始像真實的微型心一樣“跳動”。
為了引導幹細胞進入這些結構，研究團隊將細胞暴露於已知與早期人類的蛋白質和小分子相關的套件心發展子宮根據一項新研究，該研究於週四（5月20日）發表在《期刊》上細胞。這些蛋白質和分子停靠在細胞表面上的受體上，並引發鏈反應，導致幹細胞分化為心臟內發現的幾種不同的細胞類型。
經過一周的發展，細胞將自己分為空心的，類似室的結構，類似於左心室心，團隊發現。更重要的是，錢伯斯的牆壁開始有節奏地收縮，模仿了人類的心跳。
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“我們感興趣的是人類心臟發展的工作原理，以及當我們患有先天性心臟缺陷時如何失敗，”維也納奧地利科學學院分子生物技術研究所的小組負責人Sasha Mendjan說。這些缺陷通常在很早的早期設置懷孕，但是科學家無法直接研究人類的胚胎，以確切了解它們的發生方式。門德漢告訴《現場科學》：“我們無法訪問此窗口，這本質上是一個黑匣子。”
那是微小的類器官所在的地方：它們可以在這些早期發展階段提供罕見的瞥見。該團隊稱他們的創作為“有心臟”，這是心臟器官的縮寫。心臟不同也可能會提供一些成年人的見解心臟狀況Mendjan補充說，其中受傷的心臟細胞會退縮到胎兒狀狀態，但無法像胚胎細胞那樣再生。
克萊姆森大學（Clemson University）的生物工程副教授Ying Mei說：“從胚胎體開始的意義上是從胚胎體開始的”。梅說，團隊特別設法哄騙了細胞進入一個空心的腔室結構，這是胚胎屍體以前從未做過的。
“據我所知，這是第一個。”
從細胞團到擊敗心臟化
科學家還可以使用一種稱為組織的方法來製作類器官，而不是從大量幹細胞開始工程，其中涉及建造物理支架，然後將細胞引入該結構。門德揚說：“當您採用組織工程方法時，您正在……根據計劃構建一些東西，您如何知道最終器官應該看起來像。”
梅指出：“我認為兩種方法都有自己的優勢。”例如，Mei和他的同事們從特定心臟細胞中製作了一個器官，以模擬實驗室菜餚中的心髒病發作，他們在2020年的報告中報告自然生物醫學工程。這些腳手架製造的類器官也可以用於篩查藥物，例如在藥物進入動物或人類試驗之前旨在治療心臟損傷的藥物。
但是，儘管組織工程可以捕獲疾病的特定方面，但這些器官並不能反映子宮中實際器官的發展方式。他說，由門德漢（Mendjan's Group）開發的新心形動物更好地捕捉了這一發展過程。
為了將其空白的干細胞轉變為微小的心臟，Mendjan和他的團隊激活了細胞中的六個分子途徑。每種途徑描述了細胞內活動的連鎖反應，可以由特定化學物質觸發。該小組嘗試以不同的訂單激活這六個途徑，並使用不同數量的激活化學品。最終，他們降落在一個結合在一起的情況下，這使他們有十幾歲，脈動的心臟器官。
門德揚說：“本質上，細胞只有信號，意思是激活化學物質”，並與其息息相關。一旦他們發現彼此，他們就會知道自己必須做什麼。 ” “我們從中學到的是，您應該讓細胞做自己的事情，盡可能少地干擾自己的事情，”僅提供細胞在文化中生存所需的基本信號和燃料。
心臟不同的人本身類似於微小的球體，橫跨約0.04英寸（1毫米），在其空心中心內擠壓液體。 “這類似於第28天的人類左心室室”懷孕，門德說。他說，左心室後來將心臟從心臟流入體內的血液中，是第一個在心臟中正確發展的結構。
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憑藉這些微小的心臟，該團隊進行了一個實驗，以模擬器官中的傷害，以查看他們是否模仿了真正的心臟中會發生什麼。他們使用冷鋼棒凍結了心臟毒素的一部分，該桿殺死了它觸摸的細胞。作為回應，心臟不同將一個稱為成纖維細胞的細胞送往受傷的部位，然後在受傷的部位上建立了腳手架，以保持器官完整。
在動物模型中已經觀察到了修復過程的早期階段，但是“從未見過這種反應體外，“在實驗室的菜餚中，意思是Mendjan說。“我認為我們是第一次看到它，因為這些有氧動物的行為確實像真正的器官一樣。 ”
也就是說，球隊不知道有氧運動為什麼會以自己的方式行事。他們不知道六個分子途徑如何或為什麼將乾細胞引誘成類似心臟的結構。門德揚說：“我們還不了解很多事情。”展望未來，該團隊計劃進一步嘗試這些途徑，以確定它們在幹細胞中造成的精確變化以形成心髒病。
“對我來說，這實際上是一個非常有趣的問題：是什麼原因導致他們組建了會議廳？”梅說，回應了情緒。除了揭開這些分子途徑的神秘面紗外，該團隊現在還在努力哄騙有心臟，以形成多個腔室，例如真正的四腔心臟。
門德揚說：“我看不到這真正成為現實的障礙。”製作多室心臟的有心臟將使團隊能夠看到心臟瓣膜的發展並進行分隔過程，在那裡，心臟將其單個腔室分為幾個。門德揚說，在這一發展階段，許多先天性心臟缺陷都出現了，因此這種有氧運動可以對這些條件有寶貴的見解。
梅指出，目前在當前的有心臟模型中，“他們正在模仿心髒病的早期階段。” “許多[先天性]疾病從後來開始。但是您必須從某個地方開始。”
最初發表在現場科學上。
