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近日,来自加拿大多伦多McEwen再生医学中心(McEwen Centre for Regenerative Medicine)的科学家们做出了一项突破性的发现——通过诱导人多能干细胞,他们在体外用细胞组成了“心脏起搏器”,并在大鼠实验中成功激起了心脏跳动。这项突破性的研究也发表在了《自然》子刊《Nature Biotechnology》上。
 
 

▲McEwen科学家们诱导的心脏起搏细胞(图片来源:statnews)
 
心脏可谓是人体中最“劳碌”的器官,在人的一生中从不停歇地跳动。心跳产生自心脏中一个叫做窦房结的部位的起搏细胞,这些细胞能够自发产生动作电位并传导至整个心脏,引起心肌细胞有规律的收缩,从而产生心跳。当这些细胞发生病变时,就会出现心律失常等心脏病。
 
目前治疗这类心脏病最有效的手段是植入起搏器,通过人工产生的电脉冲来控制心脏的跳动。在中国,大约有50万名人工起搏器使用者,并且这个数字在迅速增加。但是人工起搏器也有许多的问题,最大的问题是它需要通过电池来产生电脉冲,电池的平均寿命大约是7年,也就是说,患者每隔7年需要再接受一次手术来更换电池。此外,对于儿童患者来说,人工起搏器并不能跟着心脏的生长而做出相应的改变,因此可能需要更频繁地更换起搏器。
 

 
以干细胞为基础的再生医学疗法有望能解决这一困境。多能干细胞具有分化成200多种不同类型细胞的潜力,这些细胞是人体许多组织和脏器的组成部分。加拿大科学家们通过发育生物学的手段,寻找并测试了从干细胞发育为心脏起搏细胞过程中的信号通路,并成功地建立了在21天内将干细胞转化成心脏起搏细胞的方法。当他们在培养皿中长出了起搏细胞后,更进一步地展示了这些细胞可以在大鼠体内产生并调控心跳。

 


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