日本ips细胞最新:利用iPS细胞制作人工心脏组织,理研团队开发出高灵敏度评估器件

日本理化学研究所(简称“理研”)生命机能科学研究中心的研究团队宣布,利用人工诱导多能干细胞(iPS细胞)技术,开发出了以高灵敏度评估人体的心脏组织功能的器件。有望用于心脏病的再生医疗及新药开发等。

研究人员正在推进旨在利用iPS细胞源心肌细胞实现再生医疗和新药开发的研究。不过,心脏组织是由血管细胞和成纤维细胞等多种细胞组成的立体结构,光凭心肌细胞无法再现真正的心脏。研究团队于2017年利用iPS细胞培养出了多种人类心脏细胞,并成功形成了片状人工心脏组织,但要想将其用于移植和新药开发,需要一种机制来确认人工心脏的泵血功能。

为此,研究团队将利用人iPS细胞培养的150~200微米(1微米为100万分之1米)厚的片状心脏组织,与流动荧光颗粒的血管流路相结合,开发出了非常小的“片上心脏型微器件”。当心脏组织跳动收缩时,按钮会被按下,对流路形成影响,荧光颗粒随之移动。研究团队利用该器件调查了心脏跳动的速度和强度、细胞内的钙离子浓度以及用药时的反应等,确认其充分再现了真正心脏的功能。

日本ips细胞最新:利用iPS细胞制作人工心脏组织,理研团队开发出高灵敏度评估器件_第1张图片

新开发的“片上心脏型微器件”的模式图(图片由理化学研究所提供)

该器件有望用来评估iPS细胞源人工心脏组织的功能。另外,抗癌药等对心脏的副作用因人而异,因此如果能利用由患者本人的细胞培养出来的iPS细胞制作类似器件,就可以在实际用药前调查药物毒性。如果能利用由患者的细胞培养出来的iPS细胞制作器件,并利用各种化合物调查反应,应该还有助于开发治疗难治性疾病的新药。

出席记者发布会的理研高级研究员升本英利表示:“这是一个很简单的系统,具有较高的通用性”。相关研究成果已经发布在11月5日发行的英国科学期刊《Scientific Reports》上。

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利用培养的iPS细胞制作的立体心脏组织。左侧图像中的红色部分为心肌细胞,绿色部分为血管壁细胞。中间图像中的绿色部分为血管内皮细胞,可以看出形成了血管网。右侧图像中的褐色部分为心肌层

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