科學(xué)家用人類心肌細(xì)胞造魚

美國哈佛大學(xué)與埃默里大學(xué)研究人員合作，利用人類干細(xì)胞來源的心肌細(xì)胞制造出一種完全自主的“人造魚”。這種生物混合裝置同時(shí)包含生物和人工部分，能通過心肌收縮，在水中游泳超過100天。

這一成果有助于開發(fā)由活肌肉細(xì)胞制成的人造心臟，并為研究心律失常等心臟病提供平臺(tái)。相關(guān)論文2月10日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

心臟具有兩個(gè)功能性調(diào)節(jié)特征：機(jī)械電信號(hào)和自動(dòng)性，研究人員將其轉(zhuǎn)移到人造斑馬魚裝置內(nèi)。該裝置的靈感來自斑馬魚的形狀和游泳動(dòng)作。人造斑馬魚有兩層肌肉細(xì)胞，尾鰭兩邊各有一層。研究人員利用外部光基因刺激控制其肌肉收縮，使它像魚一樣游泳。當(dāng)一方收縮時(shí)，另一方就會(huì)伸展。這種伸展會(huì)觸發(fā)機(jī)械敏感蛋白通道打開，從而導(dǎo)致收縮，進(jìn)而引發(fā)伸展，以此類推，形成一個(gè)閉合的循環(huán)系統(tǒng)，可以推動(dòng)它自主游泳108天。

這種人造魚的“體能”會(huì)隨其“年齡”增加而改善。它的肌肉收縮幅度、最大游泳速度和肌肉協(xié)調(diào)性在第一個(gè)月都隨著心肌細(xì)胞的成熟而提高。最終，人造斑馬魚可達(dá)到與野生斑馬魚相似的速度和游泳效率。

論文資深作者、哈佛大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)教授基特·帕克說：“我們的最終目標(biāo)是建造一顆能夠代替兒童畸形心臟的人造心臟。”

◎ 來源|科技日?qǐng)?bào)