幹細胞自行發育成為具有節律性跳動的小心臟。
5月20日發表於《細胞》（Cell）期刊的一份研究，描述了一種無需任何外在支架的輔助，用幹細胞直接自行發育成為具有節律性跳動的小心臟生物組織的技術，為研究人員提供了一個在很多方面都非常接近心臟的研究模型。
以前科學家在實驗室培育的心臟組織都需要一個支架，讓細胞在上面生長。這類模擬的心臟組織對於研究真實心臟的結構和疾病存在很大局限性。
這份研究單用一些單細胞，把它們置於六種化學物質組織的營養液中，一周後，它們自行發育成長為一個個只有一毫米寬的像囊泡一樣、有着規律性脈動的組織。研究人員把它叫做小心臟（cardioid），它和人類心臟內最大的心室——左心室很像。
「你看着細胞在（成長過程中）改變形狀，太不可思議了，在第五天的時候它們開始抽搐，到了第七天，它們就有了穩定的脈動。」研究者之一奧地利科學院分子生物學研究所的帕派（Nora Papai）說。
研究人員意外地發現這種小心臟對環境有着頑強的耐受力。一次他們把一些樣品寄給一位同事，用於研究導致近期疫情的病毒，可是包裹不巧在機場滯留了好幾天。這些小心臟連續4天處於室溫的環境下，待在營養液裏面。抵達目的地的時候，它們仍然在跳動。
研究者表示，雖然這種小心臟還沒有血管進出與外部系統連接，而且只有一個空腔，但是它們與人類的心臟有着驚人的相似點：它們也像真正的心臟一樣有三層外膜，空腔內包裹着液體。更重要的是，它們還在很多方面與真實的心臟很類似。
是研究胚胎初期器官發育的好模型
研究人員引入一些變異的基因進行培育，結果長成的小心臟的空腔稍微小一些。這和2%的兒童出現的心臟問題類似。這種先天性心臟病如果不進行手術治療，是致命的疾病。這份研究的負責人分子生物學研究所的門登（Sasha Mendjan）說：「無法從人體上進行這種研究，因為這個問題是在胚胎只有一個月大的時候就開始出現的情況。」
有了這種小心臟材料後，科學家可以很方便地用這種心臟察看胚胎發育初期心臟可能遇到的問題。
精細的再生能力
研究人員還檢查了它們對損傷的反應，模擬心臟病復原的研究。「心臟病發作一次，細胞大約會死掉10億個。可是它們不會消失，仍然留在心臟里。」這些死掉的細胞對心臟造成新的影響，也是棘手的問題。
他們用一根很細的金屬針，類似手機配件里那個用於取出電話晶片卡的細長的頂針，在液態氮里浸一下，使它冷卻到零下320華氏度，用它觸碰小心臟。碰到的地方很多細胞立刻被低溫凍死了。
可是研究人員發現，發育處於早期的小心臟，裏面凍死的細胞具有再生的能力；如果是培育得很成熟的小心臟，新生的細胞則會長在死亡細胞的外面，成為新的一層，出現類似疤痕的效果。這些疤痕組織對脈動會造成影響，這是和人類心臟在心臟病發作過後，以後會有些後遺症一樣的效果。
研究人員認為，也許人類的心臟也存在這樣不同的機制，通過這些簡單模型的研究，也許能找到幫助心臟病發作之後恢復的方法。
對藥物的反應和心臟類似
這種小心臟對一些藥物的反應也和真實的心臟類似。比如，加入腎上腺素後，它們的跳動就加快了。門登說，這和人們在心臟病發作的時候，打入腎上腺素的情形是一樣的。
現在研究心臟的發育和進行心臟病研究，很多是使用動物的心臟。研究人員希望這種小心臟將為心臟的研究和藥物測試提供一臂之力。這個研究組正在為這種小心臟技術申請專利。◇
