成像方法显示人类心脏模型的发展

研究人员一直在使用类器官——3D 器官样、紧密排列的细胞培养物——作为研究器官发育、疾病和药物发现的模型，并取得了巨大成功。然而，大多数现有的成像方法在捕获结构信息的能力方面受到限制，并且可能需要数小时才能产生结果。

现在，由圣路易斯华盛顿大学 McKelvey 工程学院生物医学工程副教授 Chao Zhou 领导的多机构研究团队已经使用光学相干断层扫描(OCT) 来观察人类心脏类器官的跳动和发育过程。时间。OCT 是一种快速、安全且无创的成像方法，可检测组织折射光线的差异，并可在不到一分钟的时间内获取深度高达 1-2 毫米的高分辨率 3D 图像。

周在密歇根州立大学的合作者，包括生物医学工程助理教授 Aitor Aguirre，使用人类诱导的多能干细胞制造了直径从几百微米到 1 毫米不等的人类心脏类器官，然后周的实验室使用相同的方法重新创建了它们协议。周的团队随后使用两种形式的成像来仔细观察类器官的结构和活动，从而观察心脏的腔室、血管、心脏瓣膜和其他结构。

在 30 天内发育的人类心脏类器官的成像。学分：周实验室

周实验室的博士后明以轩使用 OCT 对人体心脏类器官进行了 30 多天的成像，包括从第 1 天到第 22 天的每一天，然后每隔一天到第 30 天。到第 3 天，所有的类器官都已经形成了小腔室和蛀牙。到第 14 天，在一个类器官中，有 36 个不同大小的独立空腔，到第 16 天，空腔总数已降至 11 个，因为较小的空腔融合在一起形成较大的空腔，为心脏的四个腔室如何发育提供了线索.

“OCT 让我们能够看到类器官内部形成的内部腔室以及活跃的重塑和重组，”国际公认的 OCT 领导者周说，该领域在人类视网膜成像方面非常成熟。“没有人知道人类心脏是如何发育的，因为在早期胚胎阶段，没有办法接触到它。这样的模型让我们能够在不造成任何损害的情况下对心脏发育有更多的了解。”

使用 GCaMP6f 细胞系的钙成像，Zhou 的团队观察到人类心脏类器官在自然产生的电信号的推动下收缩或跳动。钙使细胞收缩并产生用于成像的明亮荧光信号。该团队还能够看到一种天然存在的瓣状结构，该结构使用 OCT 将类器官分成多个腔室。

标签：