Popular science work
美國(guó)密歇根州立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用捐贈(zèng)的人類干細(xì)胞，成功開發(fā)出全球首個(gè)“人源化”心臟類器官，能在暴露于炎癥環(huán)境時(shí)表現(xiàn)出心房顫動(dòng)特征。這一突破為研究心律失常提供了前所未有的活體人體組織模型，有望打破該領(lǐng)域30多年來無新藥問世的僵局。這項(xiàng)發(fā)表于《細(xì)胞·干細(xì)胞》的研究，標(biāo)志著人類在對(duì)抗心律失常的道路上邁出了關(guān)鍵一步。
心房顫動(dòng)影響全球約6000萬(wàn)人，但由于缺乏準(zhǔn)確的人類心臟模型，藥物研發(fā)長(zhǎng)期停滯。近30多年來，沒有新藥物被開發(fā)用于治療心房顫動(dòng)。現(xiàn)有療法往往針對(duì)癥狀而非潛在機(jī)制，因此人們對(duì)這種疾病仍然治療不力。
2020年起，密歇根州立大學(xué)發(fā)育與干細(xì)胞生物學(xué)部艾托·阿吉雷團(tuán)隊(duì)利用捐贈(zèng)的人類干細(xì)胞，培育出直徑約數(shù)毫米的三維心臟類器官。這些類器官不僅擁有類似真實(shí)心臟的腔室結(jié)構(gòu)和血管網(wǎng)絡(luò)，還能自主節(jié)律性跳動(dòng)。而且這些類器官的節(jié)律性搏動(dòng)非常強(qiáng)勁，無需顯微鏡即可觀察到。
類器官大小與扁豆相仿，精確度極高，使團(tuán)隊(duì)能夠以前所未有的方式研究心臟發(fā)育、疾病和藥物反應(yīng)。
此次研究的關(guān)鍵進(jìn)展在于，團(tuán)隊(duì)首次在類器官中引入了免疫細(xì)胞。博士后研究員科林·奧羅克發(fā)現(xiàn)，當(dāng)類器官暴露于炎癥環(huán)境時(shí)，會(huì)出現(xiàn)類似房顫的心律失常；而使用抗炎藥物后，節(jié)律可部分恢復(fù)。這首次在人體組織模型中直觀揭示了炎癥引發(fā)心律失常的機(jī)制。
“我們終于能直接觀察活體人類心臟組織對(duì)藥物的反應(yīng)。”奧羅克表示。阿吉雷則指出，這一模型能精準(zhǔn)模擬疾病核心機(jī)制，將大幅加速安全有效藥物的篩選進(jìn)程。
目前，團(tuán)隊(duì)已與藥企合作開展化合物測(cè)試，未來還將探索基于患者細(xì)胞的個(gè)性化治療方案，甚至為心臟組織移植鋪平道路。
來源：科技日?qǐng)?bào)
