来源:科技日报
美国密歇根州立大学研究团队利用捐赠的人类干细胞,成功开发出全球首个“人源化”心脏类器官,能在暴露于炎症环境时表现出心房颤动特征。这一突破为研究心律失常提供了前所未有的活体人体组织模型,有望打破该领域30多年来无新药问世的僵局。这项发表于《细胞·干细胞》的研究,标志着人类在对抗心律失常的道路上迈出了关键一步。
心房颤动影响全球约6000万人,但由于缺乏准确的人类心脏模型,药物研发长期停滞。近30多年来,没有新药物被开发用于治疗心房颤动。现有疗法往往针对症状而非潜在机制,因此人们对这种疾病仍然治疗不力。
2020年起,密歇根州立大学发育与干细胞生物学部艾托·阿吉雷团队利用捐赠的人类干细胞,培育出直径约数毫米的三维心脏类器官。这些类器官不仅拥有类似真实心脏的腔室结构和血管网络,还能自主节律性跳动。而且这些类器官的节律性搏动非常强劲,无需显微镜即可观察到。
类器官大小与扁豆相仿,精确度极高,使团队能够以前所未有的方式研究心脏发育、疾病和药物反应。
此次研究的关键进展在于,团队首次在类器官中引入了免疫细胞。博士后研究员科林·奥罗克发现,当类器官暴露于炎症环境时,会出现类似房颤的心律失常;而使用抗炎药物后,节律可部分恢复。这首次在人体组织模型中直观揭示了炎症引发心律失常的机制。
“我们终于能直接观察活体人类心脏组织对药物的反应。”奥罗克表示。阿吉雷则指出,这一模型能精准模拟疾病核心机制,将大幅加速安全有效药物的筛选进程。
目前,团队已与药企合作开展化合物测试,未来还将探索基于患者细胞的个性化治疗方案,甚至为心脏组织移植铺平道路。