培养皿中的心跳：培养专门的心脏细胞

对心脏的详细检查揭示了左心室的关键作用 - 它是心脏区域首先发育并提供在我们身体周围泵血的力量。至关重要的是，它也是最常与心脏病和心脏病发作有关的区域，也是最容易遭受某些药物的心脏毒性作用的区域。

克里克大学的研究人员现在已经开发出一种从干细胞中培养专门的左心室心肌细胞的方法，为心脏病研究、药物筛选以及新疗法的开发开辟了新的机会。

他们的方法今天发表在Cell Reports Methods上，并且还已授权给Axol Bioscience，以商业化用于研发的心肌细胞的产生和销售协议，并提供合同研究服务，特别是在药物筛选和心脏毒性测定领域。

增加心跳

这项工作由克里克的惠康信托基金会职业再入研究员安德里亚·贝尔纳多(Andreia Bernardo)推动，她最近在伦敦帝国理工学院开设了自己的实验室。生长左心室心肌细胞(心肌细胞)是一个复杂的过程，正如Andreia所解释的那样，这是一个基于对发育生物学的详细了解的过程。

“为了鼓励细胞专业化，你必须了解自然发育过程。我们着手了解心脏的不同腔室 - 它们是如何形成的，以及它们发育所涉及的基因和途径是什么。

“只有对早期胚胎变化有了详细的了解，我们才能将这些知识应用于干细胞模型中，从形成正确的中胚层谱系开始，这是细胞特化的第一阶段。我们还发现，阻断视黄酸途径就像一个失败停止，阻止不同类型的心肌细胞形成。

“我们最终得到的是一个几乎均匀的左心室心肌细胞群，它们同步跳动。这就像墨西哥人在盘子上挥手一样。我们可以在2D培养物中研究这些细胞的功能，我们甚至可以用它们制作工程心脏组织，测量它们的力并在这种3D环境中研究它们。令人惊讶的是，我们发现与标准心肌细胞模型相比，左心室心肌细胞或由它们产生的工程心脏组织更强壮，并且具有更好的结构，功能和代谢成熟度。

酝酿30年的方法

安德烈亚的工作源于30多年前进行的研究。克里克的名誉科学家吉姆·史密斯(Jim Smith)首先以青蛙非洲爪蟾为模型，研究了驱动早期两栖动物胚胎发育的分子。

安德烈亚和吉姆在剑桥大学工作时相识，他们开始合作研究小鼠胚胎，推进人类干细胞的工作，当吉姆成为克里克的创始研究所之一MRC国家医学研究所所长时，这种伙伴关系将继续下去。

“当我还是一名早期职业研究人员时，我不知道我的发现有一天会如何应用，”吉姆说。“看到我们第一次在青蛙身上观察到的分子现在成为这个过程的一部分，这非常令人兴奋。

“这确实突出了发现研究的价值 - 你永远不知道它会走向何方。

正是安德里亚和吉姆之间的合作推动了多年来的挑战，推动了研究向前发展。

“我请了很长时间假来照顾我身体非常不适的孩子，如果不是吉姆的支持，我不知道我是否会回来，”安德里亚说。

“最近，就在我们改进方法时，由于大流行，我们被迫停止研究。如此多的文化消失了，这让我们倒退了近一年。

但值得庆幸的是，他们的团队回到了克里克，并在克里克翻译团队的支持下，找到了Axol Bioscience的合作伙伴。

克里克翻译团队的高级业务经理Ranmali Nawaratne说：“当Andreia和Jim将这个协议带给我们的团队时，潜力是显而易见的。我们能够申请专利，并提供内部翻译资金，他们可以用来生成更多关于这些心肌细胞性质的数据。

“将这一实验室发现转化为一种适销对路的方法真是太棒了。令人兴奋的是，这些专门的心肌细胞将如何应用于未来的研究，并可能在未来的细胞治疗中应用。

未来应用

与Axol Bioscience的新协议将允许全球更多的实验室在自己的研究中使用这些专门的心脏细胞。这可能是测试不同药物的安全性或开发用于治疗左心室特定疾病的新药。

Andreia最近还在帝国理工学院成立了自己的研究小组，她的团队将利用这些细胞研究左心室的发育，成熟和疾病。肥厚性心肌病等疾病，一种专门影响左心室的先天性心脏病，将使用这种方法更好地建模。她的团队还将探索这些细胞是否具有治疗心力衰竭的治疗价值。