机器鱼再现心脏收缩

来源：生物探索2022-02-22 08:06

心脏就像一台强大的发动机，为整个人体供血，重要性不言而喻，而心脏病是人类死亡的第二大杀手。当人体心脏因疾病而部分或全部丧失功能，不能维持全身正常循环时，可以移植人工材料制成的机械装置，暂时或永久地部分或全部替代心脏功能，促进血液循环。这个装置就是人造心脏。近日，据英国《每日邮报》报道，一项新的研究发现，有一种是由人类心脏细胞制成的。

心脏就像一台强大的发动机，为整个人体供血，重要性不言而喻，而心脏病是人类死亡的第二大杀手。当人体心脏因疾病而部分或全部丧失功能，不能维持全身正常循环时，可以移植人工材料制成的机械装置，暂时或永久地部分或全部替代心脏功能，促进血液循环。这个装置就是人造心脏。

近日，据英国《每日邮报》报道，一项新的研究发现，一种由人类心脏细胞制成、像鱼一样游泳的活体“机器鱼”可能成为人工心脏领域的关键突破。这项由哈佛大学和美国埃默里大学联合开展的新研究发表在顶级期刊《科学》上。研究人员利用自主研发的“生物混血儿”设计了一种可以自主游泳的机器鱼，它可以再现人类心脏肌肉的收缩，帮助机器鱼实现尾鳍摆动。该设计的灵感来自斑马鱼的形状和游泳动作，由于其生动的外观，经常被误认为是一种真正的鱼。

在这项研究中，研究人员不再使用心脏成像作为蓝图，而是试图从心脏的生物物理学中汲取设计灵感，确定使心脏工作的关键生物物理学原理，以此作为设计标准，并将心肌细胞应用到系统中，创造出一种新鲜的会游泳的杂交鱼。随着心肌细胞的成熟，一个月后，鱼的肌肉收缩幅度、最大游泳速度和肌肉协调性都有显著提高。

这条可爱的“机器鱼”不到半英寸长，由塑料鳍和纸脊制成。但尾鳍两侧有两层心肌细胞，负责执行收缩指令。当一边的肌肉细胞收缩时，另一边的肌肉细胞就会拉伸。这种拉伸会引发一种蛋白质，使它们收缩，从而引发另一种拉伸，以此类推，形成“自主游泳”的平稳运动，这种运动可以持续100多天，无需任何干预。来自哈佛大学工程与应用科学学院的研究人员基特帕克(Kit Parker)说：“培育出来的人工心脏可以让心律不齐(一种心律异常)的患者受益。这项研究的最终目标是建立一个人工心脏来替代儿童的异常心脏，以解决儿童可移植心脏供体短缺的问题。这项发明标志着向人造心脏迈出了关键的一步”。(100yiyao.com)

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