在科学家的注视下，实验室菜肴中的干细胞将自己组装成小心脏“类器官”，大致与芝麻的大小相似，并开始像真实的微型心一样“跳动”。
为了引导干细胞进入这些结构，研究团队将细胞暴露于已知与早期人类的蛋白质和小分子相关的套件心发展子宫根据一项新研究，该研究于周四（5月20日）发表在《期刊》上细胞。这些蛋白质和分子停靠在细胞表面上的受体上，并引发链反应，导致干细胞分化为心脏内发现的几种不同的细胞类型。
经过一周的发展，细胞将自己分为空心的，类似室的结构，类似于左心室心，团队发现。更重要的是，钱伯斯的墙壁开始有节奏地收缩，模仿了人类的心跳。
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“我们感兴趣的是人类心脏发展的工作原理，以及当我们患有先天性心脏缺陷时如何失败，”维也纳奥地利科学学院分子生物技术研究所的小组负责人Sasha Mendjan说。这些缺陷通常在很早的早期设置怀孕，但是科学家无法直接研究人类的胚胎，以确切了解它们的发生方式。门德汉告诉《现场科学》：“我们无法访问此窗口，这本质上是一个黑匣子。”
那是微小的类器官所在的地方：它们可以在这些早期发展阶段提供罕见的瞥见。该团队称他们的创作为“有心脏”，这是心脏器官的缩写。心脏不同也可能会提供一些成年人的见解心脏状况Mendjan补充说，其中受伤的心脏细胞会退缩到胎儿状状态，但无法像胚胎细胞那样再生。
克莱姆森大学（Clemson University）的生物工程副教授Ying Mei说：“从胚胎体开始的意义上是从胚胎体开始的”。梅说，团队特别设法哄骗了细胞进入一个空心的腔室结构，这是胚胎尸体以前从未做过的。
“据我所知，这是第一个。”
从细胞团到击败心脏化
科学家还可以使用一种称为组织的方法来制作类器官，而不是从大量干细胞开始工程，其中涉及建造物理支架，然后将细胞引入该结构。门德扬说：“当您采用组织工程方法时，您正在……根据计划构建一些东西，您如何知道最终器官应该看起来像。”
梅指出：“我认为两种方法都有自己的优势。”例如，Mei和他的同事们从特定心脏细胞中制作了一个器官，以模拟实验室菜肴中的心脏病发作，他们在2020年的报告中报告自然生物医学工程。这些脚手架制造的类器官也可以用于筛查药物，例如在药物进入动物或人类试验之前旨在治疗心脏损伤的药物。
但是，尽管组织工程可以捕获疾病的特定方面，但这些器官并不能反映子宫中实际器官的发展方式。他说，由门德汉（Mendjan's Group）开发的新心形动物更好地捕捉了这一发展过程。
为了将其空白的干细胞转变为微小的心脏，Mendjan和他的团队激活了细胞中的六个分子途径。每种途径描述了细胞内活动的连锁反应，可以由特定化学物质触发。该小组尝试以不同的订单激活这六个途径，并使用不同数量的激活化学品。最终，他们降落在一个结合在一起的情况下，这使他们有十几岁，脉动的心脏器官。
门德扬说：“本质上，细胞只有信号，意思是激活化学物质”，并与其息息相关。一旦他们发现彼此，他们就会知道自己必须做什么。” “我们从中学到的是，您应该让细胞做自己的事情，尽可能少地干扰自己的事情，”仅提供细胞在文化中生存所需的基本信号和燃料。
心脏不同的人本身类似于微小的球体，横跨约0.04英寸（1毫米），在其空心中心内挤压液体。 “这类似于第28天的人类左心室室”怀孕，门德说。他说，左心室后来将心脏从心脏流入体内的血液中，是第一个在心脏中正确发展的结构。
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凭借这些微小的心脏，该团队进行了一个实验，以模拟器官中的伤害，以查看他们是否模仿了真正的心脏中会发生什么。他们使用冷钢棒冻结了心脏毒素的一部分，该杆杀死了它触摸的细胞。作为回应，心脏不同将一个称为成纤维细胞的细胞送往受伤的部位，然后在受伤的部位上建立了脚手架，以保持器官完整。
在动物模型中已经观察到了修复过程的早期阶段，但是“从未见过这种反应体外，“在实验室的菜肴中，意思是Mendjan说。“我认为我们是第一次看到它，因为这些有氧动物的行为确实像真正的器官一样。”
也就是说，球队不知道有氧运动为什么会以自己的方式行事。他们不知道六个分子途径如何或为什么将干细胞引诱成类似心脏的结构。门德扬说：“我们还不了解很多事情。”展望未来，该团队计划进一步尝试这些途径，以确定它们在干细胞中造成的精确变化以形成心脏病。
“对我来说，这实际上是一个非常有趣的问题：是什么原因导致他们组建了会议厅？”梅说，回应了情绪。除了揭开这些分子途径的神秘面纱外，该团队现在还在努力哄骗有心脏，以形成多个腔室，例如真正的四腔心脏。
门德扬说：“我看不到这真正成为现实的障碍。”制作多室心脏的有心脏将使团队能够看到心脏瓣膜的发展并进行分隔过程，在那里，心脏将其单个腔室分为几个。门德扬说，在这一发展阶段，许多先天性心脏缺陷都出现了，因此这种有氧运动可以对这些条件有宝贵的见解。
梅指出，目前在当前的有心脏模型中，“他们正在模仿心脏病的早期阶段。” “许多[先天性]疾病从后来开始。但是您必须从某个地方开始。”
最初发表在现场科学上。
