人类心肌细胞制成"人造鱼"
美国哈佛大学与埃默里大学研究人员合作,利用人类干细胞来源的心肌细胞制造出一种完全自主的“人造鱼”。这种生物混合装置同时包含生物和人工部分,能通过心肌收缩,在水中游泳超过100天。这一成果有助于开发由活肌肉细胞制成的人造心脏,并为研究心律失常等心脏病提供平台。相关论文10日发表在《科学》杂志上。
心脏具有两个功能性调节特征:机械电信号和自动性,研究人员将其转移到人造斑马鱼装置内。该装置的灵感来自于斑马鱼的形状和游泳动作。人造斑马鱼有两层肌肉细胞,尾鳍两边各有一层。研究人员利用外部光基因刺激控制其肌肉收缩,使它像鱼一样游泳。当一方收缩时,另一方就会伸展。这种伸展会触发机械敏感蛋白通道打开,从而导致收缩,进而引发伸展,以此类推,形成一个闭合的循环系统,可以推动它自主游泳108天。
研究人员说:“通过两层肌肉之间的心脏机械电信号,我们重建了每次收缩都会自动循环的系统。”研究结果突出了反馈机制在心脏等肌肉泵中的作用。