耶路撒冷希伯来大学、以色列理工学院以及 Tissue Dynamics 有限公司的雅科夫-纳哈米亚斯（Yaakov Nahmias）教授带领的研究团队，近期取得了惊人突破，他们成功创造了一种微型人类心脏模型，这项革新性的成果将从根本上改变心血管研究和药物测试的方法。最近，《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志刊登了这一突破性研究，详细介绍了这个仅有米粒大小的自节奏多腔人体心脏模型，为深入研究心脏功能提供了前所未有的途径。
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这个引人注目的微型人类心脏模型是科学家们通过人体诱导多能干细胞开发而成，它将彻底颠覆药物测试和心血管研究的现有局面。这一创举不仅为心脏功能提供了前所未有的深度洞察，还为制药业提供了一种潜在的、道德可行的动物试验替代方案。这一创新对于全球主要死因之一的心血管疾病具有重要意义，凸显了这项研究的迫切需求。
纳哈米亚斯教授及其团队以人体诱导多能干细胞（hiPSCs）为基础，展开了一项精细而复杂的工作，准确地模拟人类心脏的各个方面，包括多个心腔、起搏器群、心外膜和心内膜等。这些精心设计的模型元素在结构和功能上都高度还原了人类心脏的特点。
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该微型心脏模型的一个重要特点是，它能够实时测量耗氧量、细胞外场电位以及心脏收缩等关键参数。这种能力使得科学家们能够深入了解心脏功能和疾病，从而彻底改变了心血管研究领域的研究方法。
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虽然这颗微型心脏模型只有半粒米大小，但它代表着心脏研究领域的一项巨大成就，特别是在精准药物测试方面具有巨大潜力。研究团队已经实现了一系列突破性的发现，这些发现以前是传统方法所无法达到的。有趣的是，这个微型心脏模型揭示出一种与传统动物模型中不同的心律失常类型，为人体生理学研究提供了全新的路径。
这个发现对制药业也产生了积极影响，因为它使研究人员能够更深入地了解药物化合物对人类心脏的确切影响。例如，心脏模型对于治疗白血病和多发性硬化症的化疗药物米托蒽醌的反应进行了详细测试。通过这些实验，研究人员明确了米托蒽醌是如何通过破坏心脏的电-线粒体耦合来引发心律失常的。令人振奋的是，研究团队还找到了一个潜在的解决方案，即通过服用二甲双胍来减轻药物的不良反应。
耶路撒冷希伯来大学格拉斯生物工程中心的主任、英国皇家医学会和 AIMBE 研究员 Nahmias 教授强调了他们工作的重要性：“我们将复杂的人体心脏模型与传感器相结合，能够实时监测关键的生理参数，揭示复杂的线粒体动力学机制。这标志着人体生理学的新篇章。”
科学家们与 Tissue Dynamics 公司合作开发了一种机器人系统，可以同时筛选 20000 个微小的人类心脏，为药物发现应用提供了强有力的支持。这个微型生理学系统具有广泛的潜在应用领域，预计将加强我们对心脏生理学的理解，加速发现更安全、更有效的药物干预
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