干细胞自行发育成为具有节律性跳动的小心脏。
5月20日发表于《细胞》（Cell）期刊的一份研究，描述了一种无需任何外在支架的辅助，用干细胞直接自行发育成为具有节律性跳动的小心脏生物组织的技术，为研究人员提供了一个在很多方面都非常接近心脏的研究模型。
以前科学家在实验室培育的心脏组织都需要一个支架，让细胞在上面生长。这类模拟的心脏组织对于研究真实心脏的结构和疾病存在很大局限性。
这份研究单用一些单细胞，把它们置于六种化学物质组织的营养液中，一周后，它们自行发育成长为一个个只有一毫米宽的像囊泡一样、有着规律性脉动的组织。研究人员把它叫做小心脏（cardioid），它和人类心脏内最大的心室——左心室很像。
“你看着细胞在（成长过程中）改变形状，太不可思议了，在第五天的时候它们开始抽搐，到了第七天，它们就有了稳定的脉动。”研究者之一奥地利科学院分子生物学研究所的帕派（Nora Papai）说。
研究人员意外地发现这种小心脏对环境有着顽强的耐受力。一次他们把一些样品寄给一位同事，用于研究导致近期疫情的病毒，可是包裹不巧在机场滞留了好几天。这些小心脏连续4天处于室温的环境下，待在营养液里面。抵达目的地的时候，它们仍然在跳动。
研究者表示，虽然这种小心脏还没有血管进出与外部系统连接，而且只有一个空腔，但是它们与人类的心脏有着惊人的相似点：它们也像真正的心脏一样有三层外膜，空腔内包裹着液体。更重要的是，它们还在很多方面与真实的心脏很类似。
是研究胚胎初期器官发育的好模型
研究人员引入一些变异的基因进行培育，结果长成的小心脏的空腔稍微小一些。这和2%的儿童出现的心脏问题类似。这种先天性心脏病如果不进行手术治疗，是致命的疾病。这份研究的负责人分子生物学研究所的门登（Sasha Mendjan）说：“无法从人体上进行这种研究，因为这个问题是在胚胎只有一个月大的时候就开始出现的情况。”
有了这种小心脏材料后，科学家可以很方便地用这种心脏察看胚胎发育初期心脏可能遇到的问题。
精细的再生能力
研究人员还检查了它们对损伤的反应，模拟心脏病复原的研究。“心脏病发作一次，细胞大约会死掉10亿个。可是它们不会消失，仍然留在心脏里。”这些死掉的细胞对心脏造成新的影响，也是棘手的问题。
他们用一根很细的金属针，类似手机配件里那个用于取出电话芯片卡的细长的顶针，在液态氮里浸一下，使它冷却到零下320华氏度，用它触碰小心脏。碰到的地方很多细胞立刻被低温冻死了。
可是研究人员发现，发育处于早期的小心脏，里面冻死的细胞具有再生的能力；如果是培育得很成熟的小心脏，新生的细胞则会长在死亡细胞的外面，成为新的一层，出现类似疤痕的效果。这些疤痕组织对脉动会造成影响，这是和人类心脏在心脏病发作过后，以后会有些后遗症一样的效果。
研究人员认为，也许人类的心脏也存在这样不同的机制，通过这些简单模型的研究，也许能找到帮助心脏病发作之后恢复的方法。
对药物的反应和心脏类似
这种小心脏对一些药物的反应也和真实的心脏类似。比如，加入肾上腺素后，它们的跳动就加快了。门登说，这和人们在心脏病发作的时候，打入肾上腺素的情形是一样的。
现在研究心脏的发育和进行心脏病研究，很多是使用动物的心脏。研究人员希望这种小心脏将为心脏的研究和药物测试提供一臂之力。这个研究组正在为这种小心脏技术申请专利。◇
