对心脏的详细检查揭示了左心室的关键作用——它是心脏最先发育的区域，并提供将血液泵送到我们身体周围的力量。至关重要的是，它也是心脏病和心脏病发作最常见的区域，也是最容易遭受某些药物心脏毒性作用的区域。

克里克研究所的研究人员现已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、药物筛选和潜在的新疗法开发开辟了新的机会。

他们的方法今天发表在CellReportsMethods上，并且还获得AxolBioscience的许可，将用于研发的心肌细胞的生成和销售方案商业化，并提供合同研究服务，尤其是在药物筛选和心脏毒性测定领域。

成长的心跳

这项工作由AndreiaBernardo推动，她是Crick的WellcomeTrustCareerRe-EntryFellow，最近在伦敦帝国理工学院开设了自己的实验室。正如Andreia解释的那样，左心室心肌细胞(心肌细胞)的生长是一个复杂的过程，并且是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通路是什么。

“只有通过对早期胚胎变化的详细了解，我们才能将这些知识应用于干细胞模型，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。

“我们最终得到的是几乎同质的左心室心肌细胞群，它们同步跳动。这就像一道墨西哥波穿过盘子。我们可以在二维培养中研究这些细胞的功能，我们甚至可以用它们制造工程化的心脏组织并测量他们的力量，并在这个3D环境中研究它们。令人惊讶的是，我们表明，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化心脏组织更强壮，结构、功能和代谢成熟度也有所提高。”

30年的制作方法

Andreia的工作源于30多年前进行的研究。克里克研究所的名誉科学家吉姆史密斯首先使用青蛙非洲爪蟾作为模型，研究了驱动早期两栖动物胚胎发育的分子。

Andreia和Jim在剑桥大学工作时相识，他们开始合作研究小鼠胚胎，将工作推进到人类干细胞，这种合作关系在Jim成为MRC国家医学研究所所长后继续，其中克里克的创始人研究所。

左心室心肌细胞同步跳动的培养物。图片来源：弗朗西斯克里克研究所

“当我还是一名早期职业研究员时，我不知道有一天我的发现会如何应用，”吉姆说。“看到我们最初在青蛙身上观察到的分子现在成为这个过程的一部分，真是令人兴奋。

“这确实凸显了发现研究的价值——你永远不知道它会引向何方。”

多年来，正是Andreia和Jim之间的合作推动了这项研究克服挑战。

Andreia说：“我很长时间没有工作来照顾我身体非常不适的孩子，如果不是Jim的支持，我不知道我是否会回来。”

“最近，就在我们改进方法时，由于大流行，我们被迫停止了研究。失去了如此多的文化，这让我们倒退了将近一年。”

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AxolBioscience的合作伙伴。

Crick翻译团队的高级业务经理RanmaliNawaratne说：“当Andreia和Jim将这个协议带到我们的团队时，潜力是显而易见的。我们能够申请专利并提供他们可以使用的内部翻译资金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可销售的方法是一项出色的工作。很高兴看到这些特殊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得到应用。”

未来的应用

与AxolBioscience达成的新协议将允许世界各地的更多实验室在他们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，她的团队将使用这些细胞研究左心室的发育、成熟和疾病。使用这种方法可以更好地模拟肥厚性心肌病(一种专门影响左心室的先天性心脏病)等疾病。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。