科学家培育出类活体心肌细胞 心脏病治愈迎曙光

　　

据国外媒体报道，美国约翰霍普金斯大学的生物医学工程师和韩国汉城国立大学的同行合作，在实验室利用一个具有纳米凹槽和脊状突起的薄片，培育出类似天然心肌的组织。尤其令人惊讶的是，通过这种方式培育出的心肌细胞通过一个敏感的“纳米触觉”(nanosense)来获得生长指令，即生长指令仅仅是通过薄片上的物理图案获得的，不需要通过特殊的化学信号来操纵心肌的生长。

 

　　科学家指出，这个方法可能用于心脏疾病的治疗和诊断试验。

 

　　据悉，试验所用设备及方法已经发表在本周《美国国家科学院院刊》网络版上。美国约翰霍普金斯大学和汉城国立大学合作的这个项目，在实验室培育细胞研究方面是一个重大的进步，它可以让我们更好的了解心脏疾病及其可能的治疗方法。

 

　　约翰霍普金斯大学怀廷工学院(Whiting  School  of  Engineering)生物医学副教授安德烈・列夫琴科(Andre  Levchenko)说：“在一个有盖培养皿中的光滑表面上生长的心肌细胞只能部分拥有自然心肌细胞的生物特性。”这是因为心肌细胞是从高度结构化的胞外基质(ECM)中获得生长信号的。ECM是由纤维组成的“脚手架”，可支撑哺乳动物的组织生长。从ECM传来的信号影响组织的结构和功能，但是在实验室的光滑表面上生长细胞时，就没有这样的物理信号。为了解决这个问题，科学家制作了一个薄片，薄片表面有类似ECM的结构和柔软度。

 

　　列夫琴科还说：“自然心肌组织时接近胞外基质的细胞壁以线性方式生长。细胞沿着基质纤维方向生长的现象表明ECM纤维为心肌的结构和功能提供物理信号。”Levchenko说，这些信号尺寸为10亿分之1米，是人类的头发丝的千分之一。

 

　　研究团队制作了从150nm到800nm等不同宽度脊状突起的芯片，凹槽宽度范围在50nm到800nm，脊状突起高度在200nm到500nm。列夫琴科表示：“非常令人吃惊的是，仅仅通过改变”脚手架”的纳米结构，就可以控制其上的心肌组织的功能和结构。这表明心肌细胞具有敏锐的“纳米触觉”。这个“纳米触觉”可能是由于细胞具有变形的能力，它们尽量占据纳米结构表面的空隙。这个结果表明ECM对细胞生长具有强大的引导作用，同时也表明ECM是组织生长的支撑结构。通过模拟ECM的性质，我们能够制造出更好的心肌组织。“

 

　　列夫琴科估计未来可以用三维纳米结构表面来代替现在的二维表面，以便提供一个更好的方式来培育出心肌组织。