新的3 d模型表明,镉暴露可能会影响心脏的发展

研究人员开发了一个三维模型,表明镉暴露可能导致先天性心脏病。影响每年近40000名新生儿,先天性心脏病是最常见的出生缺陷在美国。该模型是由国家环境健康科学研究所的科学家们(NIEHS),美国国立卫生研究院的一部分。

镉是一种金属可以通过挖掘释放到环境和各种工业过程,它被发现在空气、土壤、水、和烟草。金属可以进入食物链,植物从土壤吸收它。先前的研究表明,母亲接触镉可能是一个重要的危险因素先天性心脏病。

使用模型来源于人类细胞和组织,称为体外模型,研究人员设计了一个3 d瀑样模型,模仿的人类的心脏发展。研究人员看到暴露于低剂量的镉可以阻止正常心肌细胞的形成,这是主要的细胞类型形成的心。在这一过程中,他们发现的生物机制解释镉可以诱导心脏异常。

“我们创建的模型不仅可用于研究镉,但是对于学习其他化学成分和物质,”研究主管Erik Tokar说,博士,从机械的毒理学分支NIEHS分工转化毒理学(德勤)。

在这项研究中,研究人员开发了三种不同的模型来评估的影响镉在不同发展阶段的心。

首先,他们使用人类多能干细胞开发3 d拟胚体来模拟人类组织和器官形成的早期阶段。然后使用一个2 d体外模型,包括蛋白质荧光监管系统(NKX2-5)已知参与心脏发展,允许他们看后镉毒性风险。

心脏瀑样的3 d模型,可以模拟跳动心,证实了在其他两个模型,展示了低剂量的镉可以抑制心肌细胞的正常运作。

这项研究发表在《华尔街日报》环境健康展望,建立在几十年的毒理学研究人员提前了解如何工作环境因素可能导致人类疾病包括癌症、心血管疾病、自闭症和其他条件。

“这些新模型是利用技术的进步,使我们人类生物学模型,识别真正的人类健康的危害,”Brian Berridge说D.V.M.博士,科学主任,德勤。“他们也有助于减少对动物实验的依赖。

“我们发现,早期接触human-relevant水平的铅镉对心肌细胞分化显著的抑制作用,而后期曝光没有这种效果,“西安Wu博士说,这些研究进行。“这镉接触也受损心脏瀑样功能。”