【超薄組織樣本可以幫助理解和治療心髒疾病】一種在實驗室中製備超薄切片心髒組織的新方法可以幫助科學家們研究細胞如何在跳動的心髒內起作用。

心髒由數以百萬計的被稱為心肌細胞的單個肌細胞組成，通過交叉的膠原纖維網絡保持在原位。這些細胞一起工作，同步收縮，以創造一個強有力和規律的心跳。

然而，在患有心髒病的患者中，這些細胞可能開始死亡，失去同步，或者組織結構可能受損。為了幫助患有心髒病的患者，研究人員需要了解這些過程如何以及為何會出現問題以及它們如何影響器官。

用於研究影響心髒的條件的傳統方法或者使用活體動物模型(如大鼠和小鼠)，這些模型可能太複雜，不能詳細觀察心髒，或者心髒細胞在實驗室中保持活性，這可能提供關於具體細節的過度簡化的觀點。一個可靠的中間模型 - 可以很容易地在實驗室中研究，但不會失去心髒的複雜性 - 迄今為止遙不可及。

準備好心髒

現在，帝國理工學院國家心肺研究所的研究人員Cesare Terracciano教授和Filippo Perbellini博士領導的研究小組已經完善了一種可靠的方法來生產一種非常需要的替代方法，該方法可以用來製備小動物心髒組織的樣品，如齧齒動物，以及更大的動物和人類。

Perbellini博士解釋說：“這種方法的主要區別在於我們考慮了心髒的結構。 “心髒是由一層肌肉纖維組成的，就像一副紙牌一樣，當我們準備紙巾時，我們必須這樣做，使這些紙張對齊，使它們保持完整，不被切斷。”

博士研究員Samuel Watson在本月發表的一篇研究論文中概述了這一過程。他補充說：“我們的方法將所有這些因素考慮在內，並將纖維排列整齊，從而使心髒切片不會造成太大的傷害。

倫敦帝國理工學院的研究人員是第一個開發一種技術，涉及從心髒薄切片組織研究器官。

根據Terracciano的研究小組，他們精煉的方法 - 通過提供更多的細胞存活和完整的結構 - 可以通過提供新的藥物和治療冠心病，遺傳性心髒病或心力衰竭等疾病來加速發展。一個更精確的器官實驗模型。

更好的測試藥物的工具

例如，來自心力衰竭患者心髒的組織樣品可以在移植後立即被移除，並且用於測試實驗藥物治療，顯示哪些對病症患者具有最有益的作用。

為了獲得樣品，首先將心髒用冰冷的溶液冷卻，然後將其從捐獻者的胸部取出，並且在稱為振動刀的精確切割工具切割組織之前將組織對準，產生小於活體心髒組織的薄片半毫米厚。這些片材的厚度在100-400微米之間，比人的頭發稍粗一些，從心髒腔壁上切下來，為實驗室研究提供了寶貴的模型。

據研究人員介紹，這種技術可以使組織中幾乎所有的細胞(97%)都活著的薄組織樣本變薄。這些生物組織的活頁繼續收縮，就像它們在活的心髒中一樣，比傳統製備的樣本強得多，並且維持器官的複雜結構。

由於非常薄，所有的細胞都能夠從溶液中接受所需的氧氣和營養物質，因此組織可以長期存活下來，為研究心髒疾病提供了工具。研究人員補充說，由於可以從一顆心髒獲得多個切片，該方法還可以幫助減少用於心髒研究的動物的數量。

“我們的實驗室是第一個使用心肌切片的人，”Terracciano教授補充說。 “通過對技術的仔細優化，我們已經能夠顯著改善它，無論是在增加樣品中活細胞的比例，還是在維持組織的結構和功能方麵。

該程序在Nature Protocols中進行了概述，其在前封麵上具有心肌切片的高分辨率圖像。