據物理學家組織網近日報道，加拿大多倫多大學生物材料與生物醫學工程學院(IBBME)和麥克尤恩再生醫學中心研究人員合作，首次確定了與心臟功能有關的最佳結構和細胞比例，這一發現也讓該小組轉向另一項研究：設計制造迄今為止第一個活的三維人類心率失常組織。這也標志著研究人員首次試圖確定一種精確的細胞類型與比例的“配方”，按這種“配方”就能生產出高度功能化的心臟組織。相關論文發表在最近的美國《國家科學院學報》上。

　　“心臟不是由一種細胞構成。”論文第一作者、IBBME博士生尼馬倫·薩瓦迪倫說，以前在培養心臟組織時，科學家不知道該怎樣把不同類型的細胞混合，才能讓它們發育成心臟結構，逐漸成熟變成自然的人類心臟。

　　薩瓦迪倫將由人類多能干細胞發育而來的不同細胞類型分離開來，再精確地“組裝”回去。通過得分度量法將它們與心臟功能，如收縮、電活性和細胞排列等聯系在一起，形成了一種“配方”公式，據此能制造出高度功能性的心臟組織。“細胞的比例構成非常關鍵。”薩瓦迪倫說，“我們發現，以25%的心臟成纖維細胞(類皮膚細胞)對75%的心肌細胞(心臟細胞)效果最好。”經過精心混合的細胞比例會模擬人類心臟組織的結構，生長成三維的“線”。

　　找到了恰當的心臟細胞比例構成后，研究人員設計了第一個三維心率失常組織模型。他們對該組織施加了電脈沖，“擊中”了不規律跳動的組織，將其轉變成有規律收縮的狀態。心率失常是指心臟電脈沖被打亂，不能有效收縮和泵血，每年都有數百萬人遭受心率失常。“現在我們能把這種比例構成與電刺激和機械刺激結合起來，得到一種用于心臟研究的、真正的生物模擬系統。”論文通訊作者米利卡·雷迪斯科說。

　　“研究中一個令人興奮的成果是，我們能培養出人類心臟微型組織，用于測試健康的和有病的人類心臟對藥物的反應，”論文通訊作者、IBBME與麥克尤恩再生醫學中心干細胞生物工程研究主席彼得·薩斯特拉說。

　　由于人類心臟細胞生長不易，用人類干細胞制造出高效的功能性心臟組織，是科學家極為關心的問題。在藥物篩選方面也對高度功能性心臟組織需求迫切。目前，研究小組正在與再生醫學商業化中心(CCRM)合作，推廣他們的組織模型平臺。(常麗君)