生物行移动版

来自哈佛大学的科学家通过联合干细胞和“芯片上的器官”（organ-on-a-chip）技术，首次培育出了携带一种遗传性心血管疾病的人类功能性心脏组织。这一研究标志着个体化医疗迈出了一大步，证实了可在实验室中复制出包含患者特异性遗传疾病的大块组织。

该研究发表在《自然医学》（Nature Medicine）杂志上，由哈佛大学干细胞研究所、Wyss生物工程研究所、波士顿儿童医院、哈佛工程与应用科学学院及哈佛医学院的科学家合作完成。

利用跨学科方法，研究人员模拟出了由单基因Tafazzin（TAZ）突变引起的一种罕见的X连锁遗传性心脏病——Barth综合征。该疾病主要发生于男孩，表现为心脏及骨骼肌功能异常，目前无法治愈。

研究人员从两名Barth综合征患者处取得皮肤细胞，并操控这些细胞变成携带患者TAZ突变的干细胞。他们并未在培养皿中生成单个心肌细胞，而是将这些干细胞放置在模拟自然环境的芯片上，芯片表面铺有细胞外基质蛋白，诱导细胞连接成组织，如同形成病变的人类心脏。与Barth综合征患者心肌类似，这些工程病变组织收缩无力。

随后，研究人员利用基因编辑技术突变正常细胞中的TAZ，证实该突变足以引起工程组织收缩无力。另一方面，他们将TAZ基因产物传递到实验室病变组织中，纠正了收缩缺陷，构建出首个基于组织的遗传性心脏病纠正模型。

芯片上的器官技术专家Kevin Kit Parker表示：“直到构建出大块器官，看到其发挥功能或丧失功能的机制，才能真正了解单个细胞遗传突变的意义。我们看到源自Barth综合征患者的细胞收缩较弱，且有不规则的组织装配。从构建单个细胞的疾病模型到构建心脏组织的疾病模型，这是一个极大的进步。”

研究人员发现，TAZ突变通过破坏线粒体正常活动发挥作用，但似乎并未影响细胞的整体能量供应。William Pu博士指出：“TAZ突变使Barth综合征细胞生成过量的活性氧簇（ROS）——线粒体释放的一种细胞代谢正常副产物，过去未被确认为该疾病的重要组成部分。我们证实，至少在实验室中，消除过量ROS生成可恢复心脏收缩功能。能否在动物模型或患者中实现则代表了一个完全不同的故事，如果可行，将表明一个新的治疗角度。”

Pu的研究小组正尝试转化这一发现，在Barth综合征模型中完成ROS治疗和基因替代治疗，探索是否有潜力帮助人类患者。同时，科学家们正利用人类“芯片上的心脏病”模型作为测试平台，检测可能用于治疗该疾病的药物。