科技日報北京12月15日電 （記者張夢然）美國密歇根州立大學(xué)研究團隊利用捐贈的人類干細胞，成功開發(fā)出全球首個“人源化”心臟類器官，能在暴露于炎癥環(huán)境時表現(xiàn)出心房顫動特征。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。這項發(fā)表于《細胞·干細胞》的研究，標志著人類在對抗心律失常的道路上邁出了關(guān)鍵一步。
心房顫動影響全球約6000萬人，但由于缺乏準確的人類心臟模型，藥物研發(fā)長期停滯。近30多年來，沒有新藥物被開發(fā)用于治療心房顫動。現(xiàn)有療法往往針對癥狀而非潛在機制，因此人們對這種疾病仍然治療不力。
2020年起，密歇根州立大學(xué)發(fā)育與干細胞生物學(xué)部艾托·阿吉雷團隊利用捐贈的人類干細胞，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。而且這些類器官的節(jié)律性搏動非常強勁，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，使團隊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)鍵進展在于，團隊首次在類器官中引入了免疫細胞。博士后研究員科林·奧羅克發(fā)現(xiàn)，當類器官暴露于炎癥環(huán)境時，會出現(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)心律失常的機制。
“我們終于能直接觀察活體人類心臟組織對藥物的反應(yīng)。”奧羅克表示。阿吉雷則指出，這一模型能精準模擬疾病核心機制，將大幅加速安全有效藥物的篩選進程。
目前，團隊已與藥企合作開展化合物測試，未來還將探索基于患者細胞的個性化治療方案，甚至為心臟組織移植鋪平道路。
（責任編輯：蔡文斌）
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