机器人鱼:由人类心细胞提供动力的合成鱼可为心脏提供新的见解

2025-06-20 07:31来源:本站

由人心细胞建造的人造鱼可以教会我们器官的功能。

人的心脏可以在没有大脑的信号的情况下抽水,这是一种称为自动化的功能。使用电信号和心脏细胞组织中的机械反馈进行协调,但该过程尚未完全理解。

哈佛大学及其同事的Kit Parker使用塑料,明胶和人类心脏细胞的两侧“鳍”建造了生物杂化鱼,以更好地了解这些自动物理过程。这项工作是在帕克实验室的先前项目之后,该项目从心脏细胞中建立了Stingray和Jellyfish的生物杂种。

帕克说:“当人们试图为再生医学建立人的心时,他们只会试图复制解剖学,但是有一些生物物理原理在心脏中非常重要。”他说,通过了解调节肌肉泵的法律,我们可能能够更好地治疗心脏病。

当将鱼放在细胞培养物中时,其尾巴的一侧收缩,另一侧会产生类似于斑马鱼等物种的运动,这些动作是使用斑马鱼游泳的。生物杂交鱼游泳了108天,即3800万次,游泳速度比具有相似大小的野生鱼的游泳速度更高。

伦敦国王学院的Mathias Gautel说:“如果事情进展顺利,则从动物的实际心脏中隔离的主细胞可能会生存两个,三到四个星期。”“您可以将其扩展到几乎是小动物一生的水平,这是惊人的。”

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生物杂化鱼

迈克尔·罗斯纳奇(Michael Rosnach

除了自然的镜像外,鱼的运动还阐明了心脏的功能。帕克说,科学家长期以来一直认为,当人类心脏在节拍之间放松时,血液会被动地填充心室,但鱼的鳍收缩表明这可能是一个更活跃的过程。

他和他的同事们还设计了一种起搏器,即G节点,可以像人类心脏中的定时窦节点一样发挥作用,并在鳍上引发鳍定期收缩。Gautel说:“ [它]带回家了在实际收缩结构水平上自主发生了多少心脏调节。”

帕克说,他的团队现在将研究如何使用工作来建立人造心脏。“我们已经夺走了我们需要学习的知识,我们将其应用于小儿心脏病和再生医学的研究,我们正在进入下一个[生物杂种]。”

 

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