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研究人员对培养皿中的心脏病发作进行了模拟,

2019-05-10 14:38:23 市场调查195℃

  研究人员对培养皿中的心脏病发作进行了模拟,以深入了解心脏病

  2017年7月18日

  在她位于新泽西理工学院的校园实验室的陪替氏培养皿中,Alice Lee正在开发心脏细胞集落,形成腔室,像人的心脏一样抽吸和收缩。源于干细胞,这些原始器官将帮助她实现一个研究里程碑:以微观,实时的细节观察心脏在受伤后如何自我修复。

  她必须首先通过用冷冻棒破坏微小的原始心脏来诱导“攻击”,从而动员连续的,基于细胞的修复人员清除碎片的损伤部位,然后在第二阶段,从中吸收材料和工具。邻近组织修复损伤。

  “通过开发病变组织模型,我们希望获得洞察力,这将使我们能够改善心脏疾病的诊断和治疗,”生物医学工程助理教授李说,“这些技术无法在患者身上进行测试。 “

  今年早些时候,她获得了美国国家科学基金会(NSF)颁发的为期五年的教师早期职业发展(CAREER)奖,旨在通过细胞疗法促进对心脏组织修复的潜在机制的理解。 NSF CAREER奖项由该机构描述为最负盛名的奖项,是高度选择性的拨款,支持早期职业研究人员“有可能成为研究和教育的学术榜样,并领导他们部门或组织的使命的进步“。

  在授予她资助时,NSF承认迄今为止在开发基于细胞的疗法方面的“主要障碍” - 通过将移植的干细胞部署到损伤部位来恢复受损组织 - 部分源于对移植的生物学机制的有限了解。细胞。现有模型几乎专注于模仿健康的心脏微环境,目的是提供活体外科手术替代品。为了开发替代疗法,该机构认为她的模型既新颖又必要。

  “这些实验的独特之处在于它们提供了机会,让您了解在心脏病发作后立即修复过程中心脏中不同细胞类型的相互作用 - 为成功进行细胞治疗干预提供最佳机会的时期, “李说。 “更好地了解病变组织可以帮助我们预测基于细胞的治疗中使用的干细胞如何整合并在体内发挥作用。”

  到目前为止,医学研究人员对这些疗法几乎没有成功,因为注射的细胞远离损伤而无法重建组织。 “他们不会坚持到现场,最终他们会死,”李说。

  

  与大多数生物组织不同,心脏细胞不会再生或增殖。受伤后,受损组织的恢复程度不如轻微重新配置。它变得更硬,功能更少。

  相关故事“没有第二次机会”的报告呼吁采取新的措施来对抗澳大利亚的心血管疾病研究发现稳定性缺血性疾病患者心源性猝死的原因强烈的社会支持可能会降低绝经后妇女的心血管疾病风险李先生专注于前两个阶段的修复:大约7天的初始阶段,身体通过吞噬和消耗被破坏的组织发出巨噬细胞,炎症细胞清除部位,然后是长达数周的增殖期,其中心脏成纤维细胞,结缔细胞被激活,迁移到死组织区域,合成新的细胞外基质 - 支持心脏细胞的结构分子 - 并重塑组织。

  “我们正在试图找出哪些生物学机制将指导用于治疗的干细胞到正确的地方,并促进它们在那里的生长,”Lee解释道。她和她实验室的博士生Pamela Hitscherich正在测试心脏细胞 - 心肌细胞 - 与炎症修复细胞在不同序列中相互作用的各种情况。

  这个过程的一个关键因素是确保有足够的血管为组织提供生长所需的营养和能量。

  “为了建立生理上正确的东西,我们必须加入脉管系统,一个功能性的血管网络来喂养新的器官细胞并允许其生长,我们仍在寻找创造这种组织的最佳策略,”她说。 “没有适当的血液流动和来自其他细胞和组织的信号,很难在体外进行。”她目前正在研究组织特异性血管细胞的作用,并改进她为宿主血管形成实验所创造的装置。

  李说由于身体的复杂性,很难完全理解愈合过程。

  “在心脏病发作的情况下,在受损的心脏区域发生一系列事件,包括炎症,增殖和重塑,”她解释说。 “这就是体外模型至关重要的原因。这是一个简化的设置,允许我们独立研究不同的参数并解决问题。“

  “我们想知道,例如,心脏组织中的哪些成分促使干细胞粘附,何时是注射它们的最佳时间,”她补充道。 “我们还可以开发更新的治疗干预措施,帮助这些干细胞进入并最终恢复心脏功能。”

  出处:http://news.njit.edu/heart-attack-petri-dish/

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