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大鼠器官培育出人类“迷你心脏”:器官移植或将变革

来源:新浪科技 2017-07-15 09:49


这项突破或许将带来药物试验的革命,使新研发的药物可以在人工心脏上进行试验;同样的技术有朝一日或许还能用于实验室培育可供移植的心脏。

据国外媒体报道,近日,科学家在实验室中成功培育出了一颗迷你人类心脏——通过一颗大鼠的心脏。

在这项研究中,科学家剥去了大鼠心脏上的细胞,只留下较为坚韧的“骨架”,然后在上面植入人类细胞,而这些细胞最终成功转化为了心脏细胞。研究人员称,这项突破或许将带来药物试验的革命,使新研发的药物可以在人工心脏上进行试验;同样的技术未来或许还能用于实验室培育可供移植的心脏。

在实验中,研究人员从大鼠体内取出了一颗心脏,然后采用被称为“4- 流插管”(4-Flow cannulation)的技术培育迷你人体心脏。  在实验中,研究人员从大鼠体内取出了一颗心脏,然后采用被称为“4- 流插管”(4-Flow cannulation)的技术培育迷你人体心脏。

在美国心脏学会近期于俄勒冈州波特兰市举行的 “2017 年美国基础心血管科学会议”上,研究者汇报了这项突破性成果。心脏疾病已经成为美国的头号致死病因,而这项成果将使科学家能更容易地开展心脏疾病研究。

迷你心脏将使新药的安全性和药效测试更容易进行,并将有助于开发人工培育心肌细胞的新方法。研究人员希望,通过这种方法,未来或许能培育出用于心脏移植的、功能齐全的人工心脏。

在实验中,研究人员从大鼠体内取出了一颗心脏,然后采用被称为“4- 流插管”(4-Flow cannulation)的技术培育迷你人体心脏。这项技术是将一种溶剂注入静脉和动脉网络,使研究人员可以剥去小鼠的心脏细胞,同时保留整个心脏内部的基质,用于重新填充人类的心脏细胞。

剥去心脏细胞后留下的“支架”其实就是心脏的框架,由胶原质和其他蛋白质组成。实验过程中心脏的血管保持完整,心脏瓣膜和 4 个腔室也维持原来的结构,只是后来在上面生长的是人类细胞。整颗心脏的内部一直维持着正常的血液循环,并以此刺激心脏腔室的机械性扩张。

“通过啮齿类动物器官的脱细胞化和再细胞化来开发迷你人体器官,将为基础研究和药理学应用研究提供更高质量的活体移植模型,”研究负责人、瑞典制药巨头阿斯利康制药公司(AstraZeneca)的 Duong Nguyen 博士说,“我们主要关注如何保持大鼠心脏的内循环网络,方法是对上腔静脉、升主动脉、肺静脉和肺动脉——所谓的 4 - 流——进行插管。”

科学家相信,有朝一日我们将可以从猪等动物身上取出心脏,然后用病人自己的细胞培育出可供移植的人体心脏。  科学家相信,有朝一日我们将可以从猪等动物身上取出心脏,然后用病人自己的细胞培育出可供移植的人体心脏。

研究人员表示,这种方法要比之前的兰氏心脏离体灌流法——将溶剂注入大鼠心脏——更为先进。“最大的优势在于同时接入冠状动脉和心静脉,” Duong Nguyen 博士说,“以此实现心脏彻底再细胞化和进行心室机械刺激的目的。”

扫描结果显示,这颗迷你心脏的血管和瓣膜功能都正常。Nguyen 博士表示:“这个迷你人体心脏是一个复杂的活体模型,将为器官移植研究带来革命性影响。”科学家相信,有朝一日我们将可以从猪等动物身上取出心脏,然后用病人自己的细胞培育出可供移植的人体心脏。 (生物谷 Bioon.com)
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