Nature子刊：迷信家胜利分解出人类心脏造成类器官

人多能（hPSC）具备自我更新和分解的潜能，在合适的前提下简直可以体外扩增和分解为任何成年组织细胞类型，用于人体各器官正常发育和疾病停顿的研讨，也是细胞疗法最无利的起源。

今朝普遍利用于临床研讨的hpsc次要有胚胎（hESCs）和诱导多能（hCs），研讨职员曾经为肠、脑、肾等器官树立了晚期组织发育的类器官模子，但其在血汗管畛域的停顿无限，针对心脏，尤其是心脏发育形状研讨的相似办法仍较为缺乏。

近日，来自德国汉诺威医学院的研讨职员在《Nature Biotechnology》上颁发了题为Human heart-forming organoids recapitulate early heart and foregut development的研讨结果，其开辟了一种办法，应用hPSC定向分解天生了简单且高度构造化的三维心脏造成类器官（HFO），可用于研讨心脏的晚期发育形式和前肠的发育。

心脏是胚胎中造成的第一个功效器官。它来源于脏壁中胚层的位于胚胎中线两侧的两个心原基区域，与发育中的前肠内胚层慎密凑近互相作用决议着心脏的发育。然后心原基细胞发育交融到由心肌层和心内膜构成的心管，心管与四周的间充质堕入围心腔后，发育出心脏的最外层即心外膜，造成初始的心室构造。

后期研讨发现，自在悬浮的hPSC凑集细胞团可经CHIR（WNT路径激活剂）和IWP2（WNT路径克制剂）处置，在相应经典的WNT旌旗灯号通路后无效分解为高纯度的心肌细胞。基于此，研讨职员开辟了一种树立心脏造成类器官模子的办法，其将一定数目的hPSC凑集细胞团嵌入基质胶中，先后使用CHIR17和IWP2诱导处置，通过逐步分解，14天后得到了稳定的直径约2mm的三维心脏造成类器官（HFO）。

得到HFO后，研讨职员对其可否概述晚期心脏发育形式进行了验证。Nkx2.5是心脏发育亲密相关的转录因子，参加右侧环化、心腔分解等心脏造成进程，其交融绿色荧光基因造成的申报因子NKX2.5–eGFP，可以监控心脏的发育进程。

研讨职员察看到，在分解第10地利，NKX2.5–eGFP衍生的HFO即造成NKX2.5-eGFP阴性的内核（IC）和NKX2.5-eGFP阳性的密集心肌层（ML），并进一步被松散的NKX2.5–eGFP阳性和阴性的外层细胞（OL）所笼罩。同时，研讨职员也通过免疫荧光染色在HFO中检测到笼罩ML的心肌细胞和ST样细胞以及包抄在最外层的组织松散的间充质细胞。此外，CD31的免疫荧光和染色透射电子显微镜（TEM）也检测到血管样构造（VLs）和心内膜样细胞的造成。这均标明，得到的HFO具备晚期心脏发育的特征。

在检测HFO中的IC时，研讨职员察看到IC还具备一些形状分歧的腔，而腔内有砖样上皮细胞。思索到中胚层衍生物的亲密发育来源，其猜想这些腔能够是内胚层。颠末SOX17，SOX2和HNF4α等旌旗灯号标志物的染色，研讨职员验证了HFO中也存在着分歧的前肠内胚层组织。并进一步通过微阵列阐发和单细胞转录组测序确认了HFO中还存在前-后内胚层的共同形式。

末了，研讨职员构建了NKX2.5-KO hESC（敲除了NKX2.5）分解的HFO，发现其也会造成相似于小鼠中NKX2.5缺失所招致的心肌细胞粘附削减和心肌瘦小表型，加倍的验证了该HFO在模拟晚期心脏发育进程中的准确性。

简而言之，研讨职员树立了一种应用hPSC定向分解三维心脏造成类器官的稳定办法，并验证了其可准确模拟晚期心脏发育形式，或可普遍利用于体外研讨心脏缺点和前肠的发育。(100yiyao.com）

小编保举 2021（第一届）3D细胞培育与类器官研究会