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

由耶路撒冷希伯来大学、以色列理工学院和 Tissue Dynamics 有限公司的雅科夫-纳哈米亚斯（Yaakov Nahmias）教授领导的研究团队取得了一项重大进展，他们创建了一个微型化人类心脏模型，该模型有望彻底改变心血管研究和药物测试。这项研究成果最近发表在《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志上，介绍了一种米粒大小的自节奏多腔人体心脏模型，为研究心脏功能提供了一种开创性的方法。

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：Tissue Dynamics

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。

(资料图)

带有微型芯片的手。图片来源：Tissue Dynamics

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：Tissue Dynamics

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 Tissue Dynamics 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：Tissue Dynamics

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。

推荐DIY文章

当智能健身走向全民化：AEKE轻力量家庭智能健身房引领未来

海艺AI：迎合“AI时代”发展潮流，刷新绘图市场传统认知

布局产业新高地！海星医药健康创新园B区奠基仪式隆重举行

未来五年500亿投入打底，北汽蓝谷锚定细分市场增量

【展会直击】华秋慕尼黑上海电子展精彩ing，助力电子产业高质量发展！

桂花网蓝牙网关助力司乘人员职业健康监测