一代三维心脏有机体

东京医科和牙科大学(TMDU)的研究人员使用小鼠胚胎干细胞来制造类似发育中的心脏的三维功能类心脏器官

在体内发生的心脏发展，或者在生物体这是一个复杂的过程，传统上很难在体外或实验室中模拟。在一项新的研究中，东京医科和牙科大学(TMDU)的研究人员从小鼠胚胎干细胞中开发出了三维功能的心脏类器官细胞这与发育中的心脏非常相似。

心脏由多层组织组成，包括许多不同的细胞类型，包括工作心肌，结缔组织细胞和构成血管的细胞。这些细胞一起工作，以确保心脏的适当运作，从而恒定的新鲜含氧血液到身体的其余部分。研究实验室中的所有形式的心脏病和发展新药物治疗这些疾病需要疾病模型，与实际心脏相似。虽然已经努力产生心肌细胞在体外，这些细胞作为丛在没有体内观察的组织组织的丛。

“尽管有其看似简单的功能，但心脏是一个复杂的器官，甚至更多复杂结构该研究的通讯作者Jiyoung Lee和Fumitoshi Ishino教授说。“为了达到这种复杂的结构水平，在发育过程中，心脏会暴露在无数的信号中。我们想利用我们对信号分子的了解心脏开发并产生类似于发展心脏的心脏有机体比目前的技术更紧密。“

为了实现他们的目标，研究人员研究了体内心脏发育的因素，并推测蛋白质成纤维细胞生长因子4（FGF4）和由蛋白质层蛋白和哺乳蛋白（LN / ET复合物）组成的复合物，所有这些已知在胚胎心脏中表达，是必要的，并且足以实现心脏有机体和实际胚胎心脏之间的结构相似性。的确，老鼠胚胎干细胞基于结构和分子分析，暴露于FGF4和LN/ET与发育中的心脏相当相似。

有趣的是，心脏类器官的发育过程密切反映了胚胎心脏在体内发育过程中的形态变化。进一步观察构成心脏类器官的细胞成分发现，胚胎心脏的细胞，包括所有四个腔室的细胞和传导系统的细胞，都存在于胚胎发育过程中的结构组织中。重要的是，心脏类器官具有与其在体内对应的功能特性。

“这些惊人的结果表明，我们的方法使用一个相当简单的协议提供了一个正在发育的心脏的仿生模型。这个工具可以帮助研究心脏发展过程中的分子过程，并在开发和测试新的药物心李教授和石野教授说。