文/陈根
“心”想整成。自古以来，在人类的认知里，心脏一直是与大脑一样重要，同样有着无数未解之谜的神秘器官。而解析心脏的构造和原理，探究心脏的秘密，也就成了诸多科学家们前赴后继的努力方向。
微型心脏的诞生
人类受精卵发育三个星期后，心脏开始形成，人们对这一阶段心脏发育的了解还很少。日前，德国慕尼黑理工大学的研究人员使用具有较强分化能力的人类多能干细胞，用离心机使约3.5万个细胞聚集成球，然后用调控胚胎发育的信号分子维甲酸刺激干细胞；通过控制维甲酸的剂量和添加时间，成功使细胞球发育出类似早期心脏的结构，培育出了一种微型心脏。该心脏与人类早期胚胎心脏相似，而且这将有助于更深入地理解心脏发育过程，及寻找治疗心脏疾病的新方法。
据介绍，这颗“微型心脏”直径仅0.5毫米，在电刺激下可以像人类心脏腔室一样收缩。“我们的微型心脏可以像人类心脏一样完成血液循环，而且它的制作速度相对较快，温度等因素也比较容易控制。”研究团队的负责人Wolfram-Hubertus Zimmermann教授表示，“这表明，在未来，随着该技术的进一步发展，我们有可能用具有类似心脏组织的细胞来生产整个心脏。”
该研究成果已发表于《自然》杂志上，并为治疗心脏病提供了新的方向。
微型心脏的组织构成
这个微型心脏中包括心肌细胞和心外膜细胞，研究人员称之为“心外膜类器官”。这是第一次成功创建出同时包含这两种细胞的类器官。
类器官是由干细胞通过分化和自组织形成的三维细胞结构，具有人体相应器官的部分特定功能和构造，对发育生物学研究、疾病建模、药物筛选等有重要价值。而位于心脏外层的心外膜细胞在发育过程中起着决定性作用，它们能转化成多种类型的心脏细胞，对心脏腔室的形成也很重要。
研究人员还在心外膜类器官中发现了一种新的心脏祖细胞，此前人们只在小鼠胚胎中发现过类似细胞，它们仅在心脏早期发育阶段短暂地出现，既能形成心肌细胞，也能形成心外膜细胞。祖细胞是干细胞分化成特定细胞的中间阶段。
研究人员推断，人类心脏早期发育阶段也存在这种祖细胞。这一新发现有助于弄清为何胚胎心脏能自我修复，而成年心脏做不到。
微型心脏研发的重要性
关于这种微型心脏及其研究的重要性，研究人员指出：微型心脏能为心脏病研究提供了一种类似人类心脏的模型来研究疾病发生、进展和治疗。尤其，随着人口老龄化和心脏病的发病率不断升高，对心脏疾病的治疗需求也日益紧迫，这种微型心脏对于寻找心脏疾病的新治疗方法具有十分重要的价值。
研究团队成员希望在未来，他们的这项研究能够为基于类器官的组织工程心脏的制造和使用打下坚实的基础。该团队还采用一名努南综合征患者的多能干细胞，培育出具备相应疾病特征的心脏类器官。努南综合征是一种遗传疾病，会导致心脏、骨骼等多方面的发育缺陷。研究人员计划下一步用类似方法研究其他影响心脏的遗传性疾病，通过培育“个人化”的类器官帮助寻找治疗手段。
