JMT日本医疗——通过心脏来源骨胶原成功制造人工心肌组织，有望应用于药物开发和疾病模型②

点击量：189   日期：2023-07-12 13:19    编辑：JMT日本医疗

人工心肌组织是在两个柱间收缩松弛的微小心脏组织，在硅模内将人类iPS细胞来源的心肌细胞和矩阵凝胶、纤维蛋白原、凝血酶原、骨胶原等细胞外基质混和培养制成。该实验系统通过实时蜂窝成像系统可以测定人工心肌组织的收缩力。一般来说，用于脏器再生的骨胶原，是皮肤源性的，纯化的I型骨胶原，不过，研究小组这次从猪的各种各样的脏器（心脏，肾脏，脾脏，肝脏，肺，皮肤）提取骨胶原，这些使用组合物来探讨三维心肌组织化的适当条件。

结果表明，使用来自心脏的骨胶原的人类心肌组织比使用其他器官的骨胶原的组织形状能维持更久。此外，通过比较不同时间的收缩力，使用来自心脏的胶原蛋白的人类心肌组织比使用来自其他器官的胶原蛋白的人类心肌组织表现出更强的收缩力。为了接近这种胶原的不同机制，比较了胶原的纤维形成能力，发现心脏、肾脏、脾脏的胶原与肝脏、肺、皮肤的胶原相比，通过纤维形成测定，浊度低，形成了细纤维。进一步了解到，产生这种差异的重要原因是骨胶原的组成不同，心脏，特别是左心室所含的骨胶原与其他器官相比III型，V型骨胶原的比例（I型与胶原蛋白相比）多。

比较来自皮肤和心脏的胶原蛋白，来自心脏的心肌组织形成得更成熟

其次，胶原蛋白的组成分布和纤维形成功能有一定距离，一般在再生医疗中最常用的是皮肤胶原蛋白和心脏胶原蛋白的人心肌组织的成熟度的评价，与不含胶原蛋白的人体心肌组织进行比较。

首先，通过qRT-PCR的基因分析，我们确认了使用心脏胶原蛋白的人类心肌组织（心脏胶原蛋白心肌组织）中，心肌相关、通道相关等成熟相关基因的表达上升。进一步全面的基因表达分析表明，这种成熟的促进伴随着机械刺激的路径、各种离子通道相关以及心脏发育相关的路径的变化。另外，通过电子显微镜比较心肌肌节的结构，发现在心脏胶原心肌组织中伴随着明确的Z线、A带、I带、H带的形成的横纹结构成熟化，在细小的肌原纤维水平上促进了成熟。使用助焊剂分析仪进行细胞代谢功能分析，发现心脏胶原心肌组织的线粒体呼吸功能高。上述结果表明，心脏胶原蛋白在结构和功能上比皮肤胶原蛋白更能促进成熟。

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