科学家在培养皿中创造了一种“微型心脏”类器官

科学家在培养皿中创造了一种“微型心脏”类器官人类的心脏在受孕后大约三周开始形成，通常在这个时期许多女性还没有意识到自己怀孕了。这个因素导致我们对早期心脏形成的复杂细节的了解相对有限。从动物研究中获得的见解并不完全适用于人类，因此慕尼黑工业大学团队创建的类器官对科学界具有重要意义。心脏类器官（心外膜）发育的各个阶段。图片来源：AlessandraMoretti/TUM一个由35000个细胞组成的球该团队与心血管疾病再生医学教授山德拉·莫雷蒂合作，开发了一种利用多能干细胞制造“迷你心脏”的方法。大约35000个细胞在离心机中旋转成球体。在几周的时间内，根据固定的方案将不同的信号分子添加到细胞培养物中。“通过这种方式，我们模仿了体内控制心脏发育程序的信号通路，”亚历山德拉·莫雷蒂解释道。该小组现已在《自然生物技术》杂志上发表了其研究成果。首个“心外膜”所得的类器官直径约为半毫米。尽管它们不泵血，但它们可以受到电刺激并且能够像人类心室一样收缩。Moretti教授和她的团队是世界上第一批成功创建含有心肌细胞（心肌细胞）和心壁外层（心外膜）细胞的类器官的研究人员。在心脏类器官的年轻历史中（第一个心脏类器官于2021年描述），研究人员此前仅使用心肌细胞和来自心壁内层（心内膜）的细胞创建了类器官。“要了解心脏是如何形成的，心外膜细胞起着决定性的作用，”该研究的第一作者安娜·梅尔博士说。“心脏中的其他细胞类型，例如连接组织和血管中的细胞，都是由这些细胞形成的。心外膜在形成心室方面也起着非常重要的作用。”该团队将新的类器官恰当地命名为“心外膜类器官”。亚历山德拉·莫雷蒂教授。图片来源：DanielDelang/TUM发现新细胞类型除了生产类器官的方法外，该团队还报告了第一个新发现。通过对单个细胞的分析，他们确定了最近在小鼠中发现的一种前体细胞是在类器官发育的第七天左右形成的。心外膜是由这些细胞形成的。“我们假设这些细胞也存在于人体内——哪怕只存在几天，”莫雷蒂教授说。这些见解也可能为为什么胎儿心脏能够自我修复提供线索，而成年人的心脏几乎完全不具备这种能力。这些知识可以帮助找到治疗心脏病和其他疾病的新方法。生产“个性化类器官”研究小组还表明，类器官可用于研究个体患者的疾病。研究人员利用来自努南综合征患者的多能干细胞，在培养皿中制备了模拟该病症特征的类器官。在接下来的几个月中，该团队计划使用类似的个性化类器官来研究其他先天性心脏缺陷。由于有可能在类器官中模拟心脏病，未来可以直接在类器官上进行药物测试。“可以想象，此类测试可以减少药物开发时对动物实验的需求，”亚历山德拉·莫雷蒂说。类器官研究是慕尼黑工业大学的重点研究领域研究人员已经为心脏类器官的制造过程注册了一项国际专利。Epicardioid模型是慕尼黑工业大学的几个类器官项目之一。在类器官系统中心，来自不同部门和主席的工作组将进行合作。他们将利用最先进的成像和细胞分析对胰腺、大脑和心脏类器官进行跨学科研究，以研究器官、癌症和神经退行性疾病的形成，并利用人体3D系统实现医学进步。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369307.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369307.htm

新型微小人类心脏模型有望彻底改变心血管研究和药物测试

新型微小人类心脏模型有望彻底改变心血管研究和药物测试科学家们利用人体诱导多能干细胞开发出了一种微型人类心脏模型，它将彻底改变药物测试和心血管研究。这一突破不仅为心脏功能提供了前所未有的洞察力，还为制药业提供了一种替代动物试验的潜在道德选择。图片来源：TissueDynamics心血管疾病仍然是全球死亡的主要原因，这凸显了这项开创性工作的极端重要性。纳赫米亚斯教授和他的团队利用人体诱导多能干细胞（hiPSCs）开始了精确复制人类心脏的复杂工作。由此产生的模型包括多个心腔、起搏器集群、心外膜和心内膜，所有这些都经过精心设计，以模仿人类心脏的结构和功能。带有微型芯片的手。图片来源：TissueDynamics这种心脏模型最重要的特点之一是能够实时测量耗氧量、细胞外场电位和心脏收缩等重要参数。这种能力使科学家们对心脏功能和疾病有了前所未有的深入了解，从而改变了心血管研究领域的游戏规则。雅科夫-纳米亚斯教授。图片来源：TissueDynamics这颗模型大约只有半粒米大小，是心脏研究领域的一项了不起的壮举，在精准药物测试方面具有巨大的潜力。研究小组已经取得了突破性的发现，而这些发现是以前使用传统方法无法实现的。值得注意的是，这种心脏模型揭示了一种新的心律失常形式，不同于传统动物模型中观察到的心律失常，从而为研究人体生理学提供了新的途径。这一发现对制药业也有影响，因为它使研究人员能够深入了解药物化合物对人类心脏的确切影响。心脏模型对常用于治疗白血病和多发性硬化症的化疗药物米托蒽醌的反应进行了仔细测试。通过这些实验，研究人员明确了米托蒽醌如何通过破坏心脏的电-线粒体耦合诱发心律失常。令人鼓舞的是，研究小组还发现了一种潜在的解决方案，即通过服用二甲双胍来减轻药物的不良反应。耶路撒冷希伯来大学格拉斯生物工程中心主任、英国皇家医学会和AIMBE研究员Nahmias教授强调了他们工作的意义。"我们将复杂的人体心脏模型与传感器整合在一起，使我们能够实时监测关键的生理参数，揭示驱动心律的复杂线粒体动力学。这是人类生理学的新篇章。"科学家们与TissueDynamics公司合作开发了一种机器人系统，可以同时筛选20000个微小的人类心脏，用于药物发现应用。这一微型生理学系统的潜在应用领域非常广泛，有望增强我们对心脏生理学的了解，加快发现更安全、更有效的药物干预措施，从而为所有人带来更健康的未来。电子显微镜下的心脏。图片来源：TissueDynamics通过提供准确性和对心血管疾病的洞察力，这种先进的人体心脏模型有望彻底改变药物测试方法。有了这种微型心脏模型，研究人员有望在为全球患者开发更安全、更有效的药物方面取得重大进展，从而挽救生命并改善患者的预后。此外，微型心脏模型还具有道德优势，因为它提供了一种替代动物试验的可行方法。这一突破性发现可能标志着制药业的一个转折点，在追求医学进步的过程中减少对动物模型的依赖，最大限度地降低对动物的潜在伤害。Nahmias教授及其团队开发的微小心脏模型对医学研究具有深远的影响。这种微型但精密的人类心脏模型有可能重塑药物测试实践，促进我们对心血管疾病的了解，并最终为更健康、更可持续的未来做出贡献。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376485.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376485.htm

研究人员将新生儿心脏干细胞用于治疗克罗恩病

研究人员将新生儿心脏干细胞用于治疗克罗恩病不同类型的干细胞，包括造血干细胞（发育成血细胞）、间充质干细胞（制造和修复软骨、骨骼和骨髓脂肪）和诱导多能干细胞，已被用于临床试验和医学治疗。芝加哥安-罗伯特-卢瑞儿童医院（AnnandRobertH.LurieChildren'sHospitalofChicago）的研究人员在一项新研究中，从废弃的心脏组织中提取了新生儿间充质干细胞（nMSCs），并将其用作治疗肠炎的新型疗法。该研究的通讯作者阿伦-夏尔马（ArunSharma）说："新生儿心源性间充质干细胞已被用于修复受伤心脏的临床试验，但这是首次在炎症性肠道疾病模型中研究这些有效细胞。我们的研究结果令人鼓舞，无疑为治疗慢性炎症性肠病提供了一个新平台。"先前的研究表明，从一个人身上提取的间充质干细胞（MSCs）用于另一个人（异体干细胞）是治疗某些免疫疾病的安全、有效的方法。但研究也表明，从老年患者身上提取的间充质干细胞与从年轻人身上提取的细胞相比，分化能力较弱。因此，研究人员使用了新生儿细胞或从出生后四周内的新生儿身上提取的细胞。在对患有先天性心脏病的新生儿进行心脏手术时，胸腺（位于心脏前上方并制造白细胞的器官）的一部分会被切除并丢弃，被丢弃的组织是间充质干细胞的良好来源。在目前的研究中，研究人员将这些源自心脏的nMSCs直接注射到小鼠小肠中类似克罗恩病的炎症病灶中。他们发现，注射后病灶炎症明显减轻，并促进了肠粘膜的伤口愈合。克罗恩病等慢性炎症性肠病通常采用皮质类固醇抗炎药、抗微生物药、免疫抑制剂和抗体疗法等综合疗法进行治疗。然而，联合用药会产生副作用，有些患者还会产生抗药性。研究人员说，他们的新疗法可以从侧面解决这些问题。由于nMSCs是直接注入肠道的，因此目前的治疗需要手术。研究人员的下一步工作是开发一种通过静脉注射干细胞的方法。在这种治疗方法进入临床试验之前，还需要进行更多的动物实验。夏尔马说："最终，我们的目标是在克罗恩病的症状和体征出现之前，利用这种细胞类型进行治疗，同时也作为一种预防措施。我们还可能将这种方法应用于其他炎症性疾病。潜力是巨大的，我们很高兴能继续前进。"这项研究发表在《先进治疗学》（AdvancedTherapeutics）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374025.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374025.htm

研究人员通过重新编程疤痕细胞逆转心脏病发作的损害

研究人员通过重新编程疤痕细胞逆转心脏病发作的损害新研究的关键涉及让像这样的成纤维细胞转化为健康的心脏组织，从而帮助恢复其弹性仅在美国，每40秒就有一个人心脏病发作，这意味着找到一种方法来预防和减少这些心脏事件的损害是科学家们的主要优先事项。虽然大量的研究用于预防心脏病发作，但我们现在看到对如何在心脏遭受损害后进行修复的调查，特别是心脏病发作后形成的疤痕组织。这是因为留下的疤痕组织比健康的心脏组织更加坚硬。由于它的弯曲度较小，它可能会限制心脏的正常功能，并导致未来的并发症。今年早些时候，澳大利亚的研究人员发现了一种通过提高弹性蛋白来对抗大鼠心脏疤痕的方法，弹性蛋白是一种使一些身体组织具有弹性的物质。在该研究中，心脏疤痕缩小并变得更加灵活，使心脏恢复到接近其正常功能。这项新研究是由杜克大学（DU）的研究人员进行的，他们研究了成纤维细胞的功能，这些细胞参与形成结缔组织和疤痕组织。他们的计划是使用一种涉及RNA的过程，称为细胞重编程，这将使成纤维细胞在心脏病发作后重新变成健康的心脏组织。此前，该技术不仅被研究用于心脏修复工作，还被研究用于恢复中风患者的运动功能、伤口修复等等。然而，在与小鼠的合作中，他们发现成年成纤维细胞对重新编程有抵抗力，而幼年成纤维细胞则没有这种情况。他们发现，这种差异涉及一种被称为Epas1的蛋白质氧传感器，它使成年细胞无法遵循重编程指令。当Epas1在成体细胞中被抑制时，它们成功地进行了转化。监督这项研究的杜克大学医学院医学和病理学副教授康拉德-霍奇金森说："当我们逆转了成纤维细胞的老化过程，基本上使成纤维细胞认为它们再次年轻，我们将更多的成纤维细胞转化为心肌。"随着Epas1被抑制，研究小组将RNA包送入心脏病发作的小鼠体内。RNA包含将成纤维细胞转化为健康心脏组织的重新编程指令，并被包裹在外泌体中，外泌体是在整个身体内发现的囊状结构。"外泌体有点像购物袋，"Hodgkinson说。"细胞把很多东西塞进一个大球里，向其他细胞发送和发出信号。它们是细胞之间相互交流的一种方式。""该技术被证明是成功的。"Hodgkinson说："我们能够通过逆转心脏中成纤维细胞的老化来恢复心脏病发作后失去的几乎所有心脏功能。"因为这项研究不仅采用了细胞重编程，而且还采用了一种逆转衰老对一些细胞的影响的方法，研究人员说，这些发现可能对医学的其他领域产生影响，包括再生大脑中的神经元，以及逆转某些皮肤病的皮肤疤痕。该研究已发表在《生物化学杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355769.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355769.htm

研究人员发现红细胞触发防止心脏损伤的保护机制

研究人员发现红细胞触发防止心脏损伤的保护机制红细胞（RBC）将氧气从肺部输送到身体其他部位，将二氧化碳送回肺部排出体外。然而，一些研究表明，除了作为氧气载体的作用外，红细胞还能感知缺氧或低氧水平，并通过产生导致一氧化氮（NO）释放的信号做出反应，从而引起血管扩张或血管扩张。一氧化氮是一种自然产生的血管扩张剂。有人认为，一氧化氮的作用能在缺氧时保护心脏免受伤害，但这一观点颇具争议。现在，瑞典卡罗林斯卡医学院的研究人员对红细胞信号通路进行了研究，以确定红细胞是否具有在低氧时诱导心脏保护的天生能力。首先，研究人员研究了暴露在低氧环境中的红细胞是否会释放一种心脏保护介质。他们将小鼠暴露于正常氧含量和低氧含量下的红细胞引入小鼠心肌梗塞（心脏病发作）模型，发现与暴露于正常氧含量下的红细胞相比，缺氧红细胞能显著改善心脏功能，并减少低氧含量造成的组织损伤。在确定缺氧时红细胞会释放一种心脏保护因子后，研究人员开始着手确定这种化合物的性质。他们知道，红细胞携带可溶性鸟苷酸环化酶（sGC），它能形成鸟苷酸3',5'-环单磷酸（环GMP或cGMP），这是一种信使分子，能调节包括血管扩张在内的许多身体通路。因此，为了确定sGC的参与情况，他们将从转基因小鼠身上提取的不产生sGC的红细胞暴露于缺氧环境中，并将其用于心肌梗死模型。RBC未能保护心脏免受损伤。下一步是确定sGC的产物cGMP是否从RBC中输出，以及它在缺氧RBC产生的心脏保护作用中的作用。在将缺氧RBC引入心脏模型之前，先给它们注射了磷酸二酯酶5（PDE5），这是一种cGMP抑制剂。研究人员发现，引入PDE5后，对心脏的保护作用消失了。既然他们已经证实了sGC-cGMP途径在RBC诱导的心脏保护中发挥作用，研究人员又研究了NO在该途径中的作用。在人体内，无机硝酸盐可被还原成亚硝酸盐，并被脱氧血红蛋白进一步还原成NO。因此，他们在小鼠的饮用水中加入无机硝酸盐，持续四周，然后收集红细胞，并将其注射到心脏模型中。与对照组小鼠相比，接受了硝酸盐处理过的缺氧性红细胞的心脏的恢复情况明显更好，组织损伤面积也更小。研究人员发现，硝酸盐和缺氧对心脏的保护作用大于单独缺氧的作用。为了将在小鼠体内添加硝酸盐的有益效果应用到临床中，研究人员从三组随机接受了为期五周饮食干预的人类受试者体内收集了红细胞：两组以硝酸钾片剂或富含硝酸盐的蔬菜形式摄入大量硝酸盐，另一组从饮食中摄入少量硝酸盐。然后将这些红细胞注射到缺氧的大鼠心脏模型中。与低硝酸盐组的红细胞相比，高硝酸盐组和低硝酸盐组的红细胞都明显改善了心脏的恢复。这项研究的第一作者杨江宁说："研究结果表明，红细胞可以在低氧情况下保护心脏免受损伤，而且这种保护可以通过简单的饮食建议得到加强。这对有心肌梗死风险的患者可能非常重要。"研究人员计划开发能在缺氧时激活红细胞保护信号机制的药物。该研究的通讯作者约翰-佩诺说："此外，我们还需要绘制血细胞如何向心肌细胞传递保护信号的图谱。"该研究的论文发表在《临床研究杂志》（JournalofClinicalInvestigation）上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381685.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381685.htm

研究发现飞机噪音增加了心脏病发作的风险并恶化了结果

研究发现飞机噪音增加了心脏病发作的风险并恶化了结果根据美国疾病控制和预防中心（CDC）的数据，在美国，每40秒就有人发生一次MI。在澳大利亚，2020年，25岁及以上人群的"急性冠状动脉事件"--包括MI和不稳定心绞痛的数量约为每天155起。心血管疾病的风险因素是众所周知的：家族史、高血压、高胆固醇、糖尿病、吸烟、肥胖、不健康的饮食和缺乏运动。现在，德国美因茨大学医学中心的研究人员似乎已经将暴露于飞机噪音的情况添加到该列表中。以前的研究已经证实，飞机、道路交通和铁路产生的噪音会导致身体释放压力荷尔蒙，导致炎症反应。而血管的炎症是心血管疾病的征兆之一，会增加一个人患MI的风险。在目前的研究中，研究人员调查了心脏和血管炎症的机制，以及暴露在飞机噪音下如何影响这些机制。他们将小鼠暴露在飞机噪音中，每天24小时，长达4天。噪声平均为72分贝，峰值为85分贝。作为比较，正常的谈话在60到70分贝之间，闹钟在70到80分贝之间，而吸尘器产生的噪音在60到80分贝之间。测试显示，仅仅是噪音暴露就会导致炎症细胞粘附在心脏和血管的组织上。接下来，研究人员通过绑住供应心脏的一条主要血管，诱发了小鼠的心肌梗塞。在心肌梗塞前暴露于噪音的小鼠显示出心脏功能的恶化和心肌梗塞后更大面积的心肌损伤，这是由于免疫反应增加造成的。该研究表明，仅噪音就能导致对心脏功能产生负面影响的炎症反应。在心肌梗塞后，预先暴露于噪音中会加剧身体的反应，对心肌造成更多的损害和更大的损伤。研究人员将他们的数据与古登堡健康研究（GHS）收集的数据进行了比较，这是一项超过15000人的长期代表性人口研究。他们发现数据具有可比性，这意味着飞机噪音对小鼠心脏功能的负面影响在人类身上也能看到。"我们从研究中了解到，MI前的飞机噪音暴露会大幅放大随后的心血管炎症并加重缺血性心力衰竭，"主要作者和资深作者MichaelMolitor和PhilipWenzel说。研究人员建议，暴露于环境噪声被认为是心血管疾病的一个风险因素。除了解决其他已知的风险因素外，减少环境噪音可能会改善心脏病发作者的临床结果。该研究发表在《心血管研究》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345559.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345559.htm