近日，来自维也纳奥地利科学院的科研团队，使用人类多能干细胞成功培养出全球首个体外自组织心脏类器官模型，该模型可自发形成空腔，自主跳动，无须支架支持，相关论文发表在《细胞》杂志上。

    此前，人们已经成功培养出脑、肠道、胃、肝脏、胰腺、皮肤、肺、肾脏、舌、甲状腺、胸腺、睾丸、视网膜等，但在心脏类器官上进展一直很缓慢。直到3D类器官技术出现后，人们才在体外成功构建出心脏类器官。这一技术就好比用砖和钢筋水泥盖房子，先用组织工程技术建造一个支架，然后让心肌细胞来填充，形成所谓的心脏类器官模型。但是由于类器官模型在搭建过程中不是细胞自发组织形成的，这种类器官在器官发育和药物筛选方面，用处十分有限。

    为了在体外模拟正常的心脏发育过程，研究团队负责人、奥地利科学院的生物学家萨沙·门詹表示，团队通过特定的顺序激活目前已知的参与胚胎心脏发育的6个信号通路来诱使人类多能干细胞自我增殖分化，随着实验过程中细胞分化的特定模式被激活，这些细胞会形成单独的细胞层，类似于人类的心脏壁结构。

    经过一周的发展后，这些细胞会自发组织形成一个3D结构的类器官，该类器官具有一个封闭的空腔，类似人类心脏自发生长的轨迹。同时，研究人员发现，这个自发形成的空腔结构可以自主地有节奏地收缩和舒张，从而挤压腔内的液体。随后研究小组还测试了这一心脏类器官对组织损伤的反应。结果发现，器官中的心脏成纤维细胞会立刻向损伤部位迁移，并合成一些蛋白质来修复损伤。

    门詹教授表示，“我们并没有用到很多高深的技术，只是将目前已知的心脏发育信号用于心脏类器官的合成中。这表明，目前这些信号通路对于心脏发育是必须的，它们对于多能诱导干细胞自组织形成类器官非常重要。”

    目前，这一研究仅生成了一个单腔的心脏类器官结构。下一步，该团队计划在体外合成具有多个腔室的心脏类器官，就像人类真实的心脏那样。一旦这种多腔室自组织心脏类器官形成，人们就可以了解先天性心脏病的病因，也就是胎儿发育缺陷的病因。这样一来，人们还可以更加针对性地开发新药，也对临床试验的结果有了更大的把握。（科文）