使用动物研究心脏病并不总能很好地转化为人类健康结果,并且可用于研究的人类心脏细胞无法在人体外发挥作用。
华盛顿大学圣路易斯分校麦凯维工程学院生物医学工程助理教授纳撒尼尔·休布施 (Nathaniel Huebsch) 表示:“你无法让它们存活,更不用说让它们在体外长时间运作以研究这些过程。”休布施正在研究一种导致肥厚性心肌病(HCM) 的突变细胞,肥厚性心肌病是一种可以在几乎没有任何征兆的情况下引发心力衰竭的疾病。
Huebsch 及其同事通过诱使干细胞表现得像成熟的心脏细胞来解决这一难题,诱导多能干细胞(iPSC) 衍生的心肌细胞表现得像携带导致 HCM 的突变的成年心脏细胞。他们在iScience上发表的一篇论文中详细介绍了他们的研究结果。
为了使干细胞像成熟的心脏细胞一样发挥作用,科学家们对干细胞进行了“机械应力”训练。本质上,他们试图复制心脏细胞作为运动肌肉的一部分所经历的运动和阻力。如果他们将干细胞附着在坚硬的界面上,细胞就必须“努力”拉动它。心脏细胞的工作也可能是突变导致疾病的关键。
麦凯维工程学院生物医学工程教授、研究报告共同作者乔纳森·席尔瓦 (Jonathan Silva) 表示,心律失常经常影响 HCM 患者,但这种突变与编码电活动的基因相去甚远。