科学家开发出人类心脏“生物起搏器”类器官

记者从中国科学院分子细胞科学卓越创新中心获悉，该中心曾安研究组与合作者利用人多能干细胞，在培养皿中构建了人源“生物起搏器”——窦房结类器官，并将其与心脏神经丛类器官连接，实现了神经对心跳的调控。相关成果近日在国际学术期刊《细胞-干细胞》发表。

心脏能够持续而有规律地跳动，依赖于右心房中的“天然起搏器”——窦房结。它像心脏的“总指挥”，在神经系统调节下持续发出电信号，并通过心脏传导系统这套“线路”，指挥心房和心室协调收缩、泵送血液。一旦这个“总指挥”失灵，心跳可能变慢、停顿，严重时会危及生命。然而，研究人类这一“天然起搏器”并不容易。窦房结体积极小、位置隐蔽，人体样本很难获得，而小鼠等动物模型无法准确模拟人类心跳及神经对心律的调控。

研究团队通过模拟胚胎发育中的关键信号，并经过系统筛选，引导干细胞形成三维窦房结类器官，能够自主产生稳定心跳。当其与心房样类器官连接后，电信号可从窦房结一侧发出，传导至心房组织，成功模拟了体内“起搏—传导”过程。

该研究在体外重建了人类心脏天然起搏系统及其神经调控过程，为心律失常研究、药物筛选和未来生物起搏器开发提供了重要工具。

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