關(guān)注加拿大移民關(guān)注加拿大科技：加拿大多倫多大學(xué)生物材料與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院(IBBME)和麥克尤恩再生醫(yī)學(xué)中心研究人員合作，首次確定了與心髒功能有關(guān)的最佳結(jié)構(gòu)和細(xì)胞比例，這一發(fā)現(xiàn)也讓該小組轉(zhuǎn)向另一項研究：設(shè)計制造迄今爲(wèi)止第一個活的三維人類心率失常組織。這也標(biāo)志著研究人員首次試圖確定一種精確的細(xì)胞類型與比例的“配方”，按這種“配方”就能生産出高度功能化的心髒組織。相關(guān)論文發(fā)表在最近的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。

“心髒不是由一種細(xì)胞構(gòu)成。”論文第一作者、IBBME博士生尼馬倫·薩瓦迪倫說，以前在培養(yǎng)心髒組織時，科學(xué)家不知道該怎樣把不同類型的細(xì)胞混合，才能讓它們發(fā)育成心髒結(jié)構(gòu)，逐漸成熟變成自然的人類心髒。

薩瓦迪倫將由人類多能幹細(xì)胞發(fā)育而來的不同細(xì)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髒功能，如收縮、電活性和細(xì)胞排列等聯(lián)系在一起，形成了一種“配方”公式，據(jù)此能制造出高度功能性的心髒組織。“細(xì)胞的比例構(gòu)成非常關(guān)鍵。”薩瓦迪倫說，“我們發(fā)現(xiàn)，以25%的心髒成纖維細(xì)胞(類皮膚細(xì)胞)對75%的心肌細(xì)胞(心髒細(xì)胞)效果最好。”經(jīng)過精心混合的細(xì)胞比例會模擬人類心髒組織的結(jié)構(gòu)，生長成三維的“線”。

找到了恰當(dāng)?shù)男捏v細(xì)胞比例構(gòu)成後，研究人員設(shè)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(guī)律跳動的組織，將其轉(zhuǎn)變成有規(guī)律收縮的狀態(tài)。心率失常是指心髒電脈沖被打亂，不能有效收縮和泵血，每年都有數(shù)百萬人遭受心率失常。“現(xiàn)在我們能把這種比例構(gòu)成與電刺激和機(jī)械刺激結(jié)合起來，得到一種用于心髒研究的、真正的生物模擬系統(tǒng)。”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(yǎng)出人類心髒微型組織，用于測試健康的和有病的人類心髒對藥物的反應(yīng)，”論文通訊作者、IBBME與麥克尤恩再生醫(yī)學(xué)中心幹細(xì)胞生物工程研究主席彼得·薩斯特拉說。

由于人類心髒細(xì)胞生長不易，用人類幹細(xì)胞制造出高效的功能性心髒組織，是科學(xué)家極爲(wèi)關(guān)心的問題。在藥物篩選方面也對高度功能性心髒組織需求迫切。目前，研究小組正在與再生醫(yī)學(xué)商業(yè)化中心(CCRM)合作，推廣他們的組織模型平臺。