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Biomaterials:迄今最大的,可体外自主跳动的人心脏组织片

录入:liuxiaod…    文章来源:生物谷    点击数:    更新时间:2013-11-6

  近年来,随着人胚胎干细胞和诱导型多能干细胞的出现,干细胞分化得到的心肌细胞在再生医学和药物筛选方面的应用也受到越来越多的关注。但是,传统的基于培养皿的分化方法制约了心肌细胞的进一步成熟,使得分化终末得到的细胞得不到和心肌细胞类似的功能。更近一步,二维培养方法只能够检测细胞对电信号的传导情况而无法检测心肌细胞的另一个重要功能指标-收缩力。

  杜克大学生物医学工程系Bursac教授和VistaGen合作,利用人胚胎干细胞分化得到的心肌细胞,体外构建三维组织薄片,得到可以自主跳动的人心脏组织薄片。体外分化得到的心肌细胞可以在三维水凝胶中自组装成心肌束,得到纤维细胞在外,内皮细胞穿插其中的三维结构。这种8mm x8mm的心肌组织片最大程度模拟了体内心肌细胞的生长状况,帮助分化得到的心肌进一步成熟,可以达到和体内细胞相类似的功能指标。这项工作五月2日发表于国际生物材料期刊《生物材料》(Biomaterials)。

  “该心肌组织片的结构和功能都远超过了先前的报道,”Bursac教授说,“这是迄今为止和人体组织最接近的人造心肌薄片”。在不远的将来,病人可以通过皮肤细胞取样得到病人特异的诱导型多能干细胞,通过分化得到病人特异的心肌细胞。经过体外的三维培养,得到和病灶区心脏纤维走向一致的心肌薄片,用于移植,修补心肌坏死区域。

  “传统二维方法培养的细胞对药物测试有很多弊端”,该工作的主要负责人张博士表示,“这一三维组织薄片的出现无疑可以比不传统方法的不足,不仅可以检测在不同药物作用下,心肌电传导性能的变化,更可以检测药物对心肌收缩能力的影响。”





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