机器鱼会自己游泳……有人类心脏细胞

2022-02-14 10:49 来源：互联网作者：某年某月

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手游巴士（www.shouyoubus.com）2022年02月14日讯: 在美国工作的韩国科学家开发了一种“生物混合”鱼类机器人，它利用从人类干细胞获得的人类心肌细胞自行移动和游泳。预计它将有助于改善人造器官和人造肌肉的性能，例如由活肌肉细胞制成的人造心脏。

佐治亚理工学院教授 Park Seong-jin 和哈佛大学博士后 Gil-yong Lee与哈佛大学教授Kevin Kit Parker合作，利用从人类干细胞，并于10日（当地时间）发表在国际科学杂志《科学》上。Park 教授此前曾在2016 年使用小鼠心肌细胞开发了一种生物混合黄貂鱼机器人，并将其披露给了《科学》杂志。在此之后，开发了使用人类心肌细胞的鱼机器人。帕克教授说：“这项研究的最终目标是为小儿心脏病患者开发一种人造

● 再现心脏收缩和舒张的原理，自主游泳

研究团队首次利用人类诱导多能干细胞制造出人类心肌细胞。诱导多能干细胞是指可以利用皮肤细胞分化成各种细胞的干细胞，例如胚胎干细胞。开发该技术的日本京都大学教授山中伸弥和英国剑桥大学教授约翰·格登获得了2012 年诺贝尔生理学或医学奖。

心脏将血液输送到身体的各个部位，在没有外部刺激的情况下自行收缩和放松。这是因为心脏的肌肉细胞具有检测肌肉收缩和放松的蛋白质，以及激活这些蛋白质的离子通道。当一侧收缩时，蛋白质会感觉到它，而另一侧则放松并持续跳动。

研究小组用亲水性高分子材料（水凝胶）制成鱼形，并将iPS分化的人心肌细胞附着在水凝胶的两侧，从而在鱼的两侧形成肌肉。然后，通过将鱼机器人放入类似于人体内部环境的电解质溶液中，证实了附着在两侧的肌肉可以在反复收缩和放松的同时自行游泳。鱼机器人通过重复收缩和放松来实现心跳节律，无需像人类心跳一样的外部机械或电刺激，在电解质中游泳超过100天后存活了下来。

与心脏自身收缩和舒张的原理相同，生物杂交鱼机器人可以通过收缩和舒张人体两侧的心肌组织来游泳。提供科学。

研究团队还实现了一项功能，即使有外部光刺激也能精确控制机器人的运动。通过将光敏传感器DNA插入鱼机器人所附的人类心肌细胞中，它们可以精确控制鱼对光等外部刺激的反应。

朴教授解释说，“这次公布的生物杂交鱼机器人超越了2016年开发的黄貂鱼机器人，不同的是，鱼机器人可以在没有外界刺激的情况下自行游泳。”

● 帮助开发患者特定的生物相容性经过验证的人工组织

人类诱导多能干细胞技术主要是通过从皮肤中提取成纤维细胞制成的。如果诱导多能干细胞可以由从患者自身皮肤中提取的细胞制成，那么肌肉组织可以由患者自身的细胞制成。出于这个原因，优点是如果人造心脏等人造组织由使用人类诱导多能干细胞分化的肌肉细胞制成，则生物相容性可以大大提高，就像研究团队开发生物杂交鱼机器人的方式一样。

即使不是移植用的人工心脏，也可以用这样制作的肌肉组织制作的人工心脏在体外进行药物试验。在决定给心脏病患者服用哪种药物时，可以先给人造心脏服用，然后再判断是否有不良反应，哪种药物有效，从而为患者找到量身定制的治疗方案。朴教授说，“鱼

机器人这表明他活了好几天没有问题。”他说，“如果诱导多能干细胞用于分化和创造健康的肌肉组织，它是一种技术，是开发可以移植的人造心脏等器官的基础。进入身体。”

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