Nat Commun：日本科學家設計了三維功能性心髒器官

心髒發育是一個複雜的過程，在體外或實驗室很難模拟。東京醫科大學和牙科大學在一項新的研究中（TMDU）研究人員利用老鼠胚胎幹細胞開發出與發育中心髒非常相似的三維功能性心髒器官。

DOI:10.1038/s41467-020-18031-5

三維類器官（3D）細胞培養物，包括其代表器官的一些關鍵特征，實現了現有的特征2D培養方法和動物模型系統之間的高信息互補性。一方面，它可以幫助我們更好地了解生物發育。此外，類器官繁殖的幹細胞群取代受損或生病的組織，類器官提供自體和同一異體細胞治療的可行性，該技術在未來的再生醫學領域也具有巨大的潛力。

心髒由多層組織組成，包括心肌細胞、結締組織細胞和構成血管的細胞。這些細胞一起工作，以确保心髒的正常功能，從而不斷地向身體的其他部位提供新鮮和有氧的血液。

在實驗室研究各種形式的心髒病，開發新藥來治療這些疾病，需要一個非常類似于真正心髒的疾病模型。有些人試圖在體外培養心肌細胞，但它們是塊狀的，不能像體内那樣整。

這項研究的通信作者說：心髒的功能看起來很簡單，但它是一個結構極其複雜的複雜器官。JiyoungLee教授和FumitoshiIshino教授說：爲了實現這種複雜的結構，心髒在發育過程中接觸到了無數的信号。我們希望利用對心髒發育過程中信号分子的理解，創造一個比現有技術更接近心髒發育過程的心髒器官。

爲了實現目标，研究人員研究了體内心髒發育的相關因素，他們推測在胚胎心髒中表達的蛋白成纖維細胞生長因子4（FGF4）一種由層粘連的蛋白質和内啡肽（LN/ET複合物)對于構建與真實胚胎心髒相似的心髒器官是非常必要的。同時，根據結構和分子分析，暴露在外FGF4和LN/ET小鼠胚胎幹細胞與發育中的心髒相似。

他們發現，心髒器官的發育過程與活體胚胎心髒發育過程中的形态變化非常相似，細胞水平也非常相似。更重要的是，心髒器官也具有類似于體内心髒的功能特征。

李教授說：這個模型對我們從分子水平研究心髒發育，并測試治療心髒病的藥物有很大的幫助。

原始出處：JiyoungLee,AkitoSutani,RinKaneko,etal.InvitrogenerationoffunctionalmurineheartorganoidsviaFGF4andextracellularmatrix.NatureCommunications,2020;11(1)