电刺激可以调节和同步跳动的心脏细胞的性质

哥伦比亚大学工程研究人员发现,第一次,人类心肌细胞的电刺激(心肌细胞)工程从人类干细胞艾滋病的发展和功能。团队使用电信号,设计模仿那些在发展中心,调节和同步的跳动性质新生的心肌细胞,细胞,心脏的跳动功能提供支持。领导的研究中,Gordana Vunjak-Novakovic,米卡提基础生物医学工程和医学科学教授教授(医学),1月19日在网上发表自然通讯。

心血管疾病是世界各地的主要健康问题之一,特别是因为心脏不能自我修复:如果失去了心肌细胞损伤或疾病,他们只有最小的再生能力。科学家一直试图开发方式通过心肌细胞再生的心从病人的细胞从皮肤或血液。

要想成功,这些心肌细胞需要应对和集成与周围心肌。但是,目前,人类心肌细胞的不成熟和合成不规则击败来自干细胞再生医学和生物学研究其效用有限。

“我们有了一个令人振奋的发现,”Vunjak-Novakovic说。“我们应用电刺激这些细胞成熟,调节他们的收缩功能,提高他们相互联系的能力。事实上,我们训练有素的细胞采用心脏的跳动的模式,提高了组织的重要心脏蛋白质,并帮助细胞变得更成人。这种预处理的一个重要步骤生成健壮的细胞,可用于广泛的应用程序包括心肌细胞生物学的研究,药物测试,干细胞疗法。我们认为我们的方法可能会导致减少心律失常在心脏细胞再生。”

Vunjak-Novakovic曾与乔治·英格和本杰明李,两人最近收到他们的生物医学工程系博士学位。他们也MD学生和研究的联合作者。人类心肌细胞和干细胞工程团队成长成三维结构。然后他们接触这些结构电信号,模仿那些在一个健康的对于一个星期。他们表明,电刺激增加心肌细胞连接和肌肉收缩的规律。

研究人员计划开展基础研究不成熟的心发展它的跳动功能,并调查“条件”心肌细胞是否能够无缝集成与心脏肌肉和提供一个同步跳动功能。

“心是一个复杂器官的约有30亿吗细胞超过同步响应电信号”,Vunjak-Novakovic说。“我们的概括能力生物学使用生物工程工具将继续推动我们的工作和灵感的源泉。我们经常提醒,这可能是最好的时间去追求生物医学工程研究!”

本杰明李补充道:“作为一名学生在工程和医学,我特别感兴趣的电条件心肌细胞可用于临床上下文”。