日本理化学研究所（简称“理研”）生命机能科学研究中心的研究团队宣布，利用人工诱导多能干细胞（iPS细胞）技术，开发出了以高灵敏度评估人体的心脏组织功能的器件。有望用于心脏病的再生医疗及新药开发等。
研究人员正在推进旨在利用iPS细胞源心肌细胞实现再生医疗和新药开发的研究。不过，心脏组织是由血管细胞和成纤维细胞等多种细胞组成的立体结构，光凭心肌细胞无法再现真正的心脏。研究团队于2017年利用iPS细胞培养出了多种人类心脏细胞，并成功形成了片状人工心脏组织，但要想将其用于移植和新药开发，需要一种机制来确认人工心脏的泵血功能。
为此，研究团队将利用人iPS细胞培养的150～200微米（1微米为100万分之1米）厚的片状心脏组织，与流动荧光颗粒的血管流路相结合，开发出了非常小的“片上心脏型微器件”。当心脏组织跳动收缩时，按钮会被按下，对流路形成影响，荧光颗粒随之移动。研究团队利用该器件调查了心脏跳动的速度和强度、细胞内的钙离子浓度以及用药时的反应等，确认其充分再现了真正心脏的功能。
新开发的“片上心脏型微器件”的模式图（图片由理化学研究所提供）
该器件有望用来评估iPS细胞源人工心脏组织的功能。另外，抗癌药等对心脏的副作用因人而异，因此如果能利用由患者本人的细胞培养出来的iPS细胞制作类似器件，就可以在实际用药前调查药物毒性。如果能利用由患者的细胞培养出来的iPS细胞制作器件，并利用各种化合物调查反应，应该还有助于开发治疗难治性疾病的新药。
出席记者发布会的理研高级研究员升本英利表示：“这是一个很简单的系统，具有较高的通用性”。相关研究成果已经发布在11月5日发行的英国科学期刊《Scientific Reports》上。
利用培养的iPS细胞制作的立体心脏组织。左侧图像中的红色部分为心肌细胞，绿色部分为血管壁细胞。中间图像中的绿色部分为血管内皮细胞，可以看出形成了血管网。右侧图像中的褐色部分为心肌层