人类心脏再生、实验室培育起搏器与心脏芯片：心脏研究重大突破

研究人员首次证明，人类心肌细胞在心脏病发作后能够再生；他们还培育出全球首个实验室版窦房结，并开发出一种可追踪细胞水平心脏活动的搏动“心脏芯片”。这些进展有望为治疗和研究心血管疾病——全球头号死因——提供新方法。

在一项发表于《循环研究》杂志的研究中，悉尼大学、贝尔德研究所和皇家阿尔弗雷德王子医院的科学家发现，心肌细胞在心脏病发作后可以再生，而这一过程此前仅在小鼠身上观察到。细胞分裂和增殖过程——有丝分裂的增加，首次在人类心脏组织中得到证实。该研究分析了心脏搭桥手术中活体患者采集的组织，使用了心脏病变区域和健康区域的样本。一次心脏病发作可摧毁人类心脏多达三分之一的细胞。尽管生存率有所提高，许多患者仍会发展为心力衰竭，而这种疾病只能通过移植来治愈。在澳大利亚，约有14.4万人患有心力衰竭，但每年仅进行约115例心脏移植。研究还识别出多种先前已显示参与小鼠心脏再生的蛋白质，目标是开发能够增强心脏自然产生新细胞能力的疗法。

另外，上海科学家培育出全球首个实验室版窦房结——充当心脏天然起搏器的微小结构。研究团队利用人类多能干细胞，构建了能够自主搏动的3D类器官。窦房结位于右心房内，持续发出电信号，决定心房和心室的收缩时机。如果它出现故障，心跳可能减慢到危险水平，甚至完全停顿。研究人员表示，这一类器官可能改变心脏疾病研究和药物筛选的方式。

另一项进展中，来自加拿大多家机构的科学家创建了一种三维“心脏芯片”（HOC），它能自行搏动，并对常见药物产生可预测的反应。这是首个配备双传感平台的芯片，可实时追踪整个心脏组织直至细胞水平的活动。研究人员从大鼠身上获取心肌细胞和结缔组织细胞，将其接种在凝胶样基质中的硅芯片上，并嵌入两种传感器：一种是随每次心跳变形以测量收缩力的弹性柱，另一种是平均直径为50微米的水凝胶微传感器，用于捕捉细胞水平的局部机械应力。用去甲肾上腺素（增强心脏活动）和blebbistatin（肌肉活动抑制剂）进行的测试结果与预期一致，证明了该心脏芯片在药物筛选方面的潜力。团队下一步计划利用扩张型心肌病和心律失常患者的细胞来模拟疾病，长期目标是在治疗前使用心脏芯片为每位患者确定最有效的药物。该研究发表在《Nano Micro Small》杂志上。