近日，科学家们成功地将一束人类干细胞培育成一个芝麻大小的人造“心脏”。

心脏搏动

这团搏动的东西就是第一个类似于人类心脏的自组微型器官，包括一个由类似心脏的组织壁包围的空心室。

简单的类心脏器官，或称心形器官，以前都是在实验室里建立起来的，但只使用支架、模具或基质把细胞在其周围组装起来。

以前的简单心脏模型

这个新的心脏模型自发自我组建。所有的科学家要做的就是用6种信号通路（已知可协调人胚胎心脏形成）哄骗培养皿中的多能干细胞。

这个新的心脏模型自主地构建了自己。科学家们所要做的就是在培养皿中通过六条已知的信号通路（已知可协调人类胚胎的心脏发育）来诱导多能干细胞。

其它研究已经设法采用同样的信号技术培养了自组眼睛类器官、自组大脑类器官，以及自组肠道类器官。

维也纳奥地利科学院的生物学家萨沙·门德扬解释说：“并不是说我们使用的东西与其他研究人员不同，而是我们只是使用了所有已知的信号。”

已知这些信号会导致干细胞分化，从而使得这些人造器官，或类器官，在受到严格控制时能够形成不同的层次。

仅在实验室培养了一周以后，研究人员注意到他们的细胞团已经形成了3D结构，这个结构可以有节奏地跳动，把液体从它的腔体里挤进挤出，就好像心腔一样。

几个小心脏

人类的心脏是在胚胎中最早形成的器官，而且特别复杂。科学家们仍然不确定它是如何形成其所有特征的。

如果没有这些知识，就不清楚某些心脏畸形和疾病是如何或为何发生的，也不知道我们如何才能最好地治疗它。

在自然状态下，人类的心脏首先形成心内膜管，随后才分化成心肌充满心胶质的细胞外基质。只有到那时，心腔的内层才会形成。

这个看似简单的心脏模型能让我们更好地理解关于心脏的“基本要素”。

门德扬说：“我们希望找到一种能够更自然地发育而成的人类心脏模型，从而能够预测疾病。”。

“我们想这些心脏形成的隐藏的魔力，我们尚未知晓的事物，就是为什么现在疾病没有很好地被模拟出来的原因。”他补充道。

他补充说：“我们认为，心脏的发育有着‘隐藏的魔法’，有着我们未知的东西，这就是为什么目前疾病还没有很好地建模的原因。”。

这个复杂的程序是如何通过尚不清晰的信号发生的，但是作者希望新模型将给我们更多的启发。

这个复杂的过程如何通过信号通路而发生？目前尚不清楚，但是作者希望他们的新模型能让人们对此有进一步了解。

最后，研究小组发现，它们的类器官的心肌和心内膜细胞受两个初始信号控制——WNT和ACTIVIN。一旦这些细胞构造模块生成，它们就开始相互作用，在搏动的心腔内形成心室。

当研究小组用冷钢棒冷冻微型心脏的某些部分时，他们注意到一些细胞开始死亡，类似于心脏病发作时发生的情况。与此同时，其他修复细胞开始迁移到损伤部位并产生修复蛋白。

作者希望他们的模型将让我们在将心脏药物用于临床实验之前检验其的安全性和有效性。现在，在5000种药物中只有一种跳过了临床前实验阶段而直接到了药物研发阶段，这就意味着还有很多改进空间。

作者希望他们的模型能让我们在进行临床试验之前测试心脏药物的安全性和有效性。如今，只有约1/5000的药物从临床前试验跃升到药物研发阶段，这意味着他们的研究还有很大的改进空间。

在实验室中类似心脏的组织上对药物进行检测，可能帮助促进其成功率，让我们决定哪种药物是有毒的或者对临床实验没有效果。

在实验室用类似心脏的器官进行药物测试，可能有助于提高其成功率，使我们能够确定哪种药物有毒或在临床试验中没什么效果。

门德扬和他的同事现在希望培育出具有多个心室的自组心脏，与人类心脏更加类似，用于在心脏发育和潜在治疗等方面的进一步研究。