新華社柏林4月6日電 德國研究人員用干細胞培育出與人類早期胚胎心臟相似的“微型心臟”,可幫助深入理解心臟發育過程,尋找治療心臟疾病的新方法。

德國慕尼黑理工大學日前發布新聞公報說,該校團隊培育的這種“微型心臟”直徑僅0.5毫米,在電刺激下能像人類心臟腔室一樣收縮。它是第一種同時包含心肌細胞和心外膜細胞的類器官,研究人員稱其為“心外膜類器官”并進行了多項分析,相關論文分別發表于英國《自然·通訊》和《自然·生物技術》雜志上。

類器官是由干細胞通過分化和自組織形成的三維細胞結構,具有人體相應器官的部分特定功能和構造,對發育生物學研究、疾病建模、藥物篩選等有重要價值。位于心臟外層的心外膜細胞在發育過程中起著決定性作用,它們能轉化成多種類型的心臟細胞,對心臟腔室的形成也很重要。

人類受精卵發育三個星期后,心臟開始形成,人們對這一階段心臟發育的了解還很少。研究團隊使用具有較強分化能力的人類多能干細胞,用離心機使約3.5萬個細胞聚集成球,然后用調控胚胎發育的信號分子維甲酸刺激干細胞。通過控制維甲酸的劑量和添加時間,成功使細胞球發育出類似早期心臟的結構。

研究人員在心外膜類器官中發現了一種新的心臟祖細胞,此前人們只在小鼠胚胎中發現過類似細胞,它們僅在心臟早期發育階段短暫地出現,既能形成心肌細胞,也能形成心外膜細胞。祖細胞是干細胞分化成特定細胞的中間階段。研究人員推斷,人類心臟早期發育階段也存在這種祖細胞。這一新發現有助于弄清為何胚胎心臟能自我修復,而成年心臟做不到。

該團隊還采用一名努南綜合征患者的多能干細胞,培育出具備相應疾病特征的心臟類器官。努南綜合征是一種遺傳疾病,會導致心臟、骨骼等多方面的發育缺陷。研究人員計劃下一步用類似方法研究其他影響心臟的遺傳性疾病,通過培育“個人化”的類器官幫助尋找治療手段。