给心脏装上“活”开关：中国科学家首次在培养皿实现神经调控心跳
发布时间：
2026-05-22
心脏之所以能不知疲倦地跳动，全靠右心房中一颗米粒大小的“天然起搏器”——窦房结。它像一位不知疲倦的“总指挥”，不断发出电信号，通过心脏传导系统指挥心房、心室协调收缩，把血液泵向全身。一旦这位“总指挥”失灵，心跳就会变慢、停顿，严重时可危及生命。然而，研究这颗“人体心脏开关”却困难重重：窦房结体积小、位置深，人体样本极难获取；小鼠等动物模型又无法准确模拟人类心律和神经系统的精密调控。
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心曾安研究组与合作者，近日在国际期刊《细胞-干细胞》发表突破性成果：利用人多能干细胞，在培养皿中成功构建出人源“生物起搏器”——窦房结类器官，并首次将其与心脏神经丛类器官连接，实现了神经对心跳的实时调控。
研究团队像“导演”一样，模拟胚胎发育时的关键信号，通过系统筛选，引导干细胞一步步分化成三维窦房结类器官。这些芝麻大的类器官不仅能自主产生稳定心跳，还具备真实窦房结的电生理特征。当研究人员把它与心房样类器官“连上线”，电信号就从窦房结一侧发出，顺利传导至心房组织，完整复现了体内“起搏—传导”的全过程。
更关键的是，科学家还把窦房结类器官与心脏神经丛类器官“接在一起”。结果，神经信号可以像在体内一样，加快或减慢类器官的跳动频率——这意味着，人类首次在体外重建了“起搏器+神经调控”的完整系统。
“这为心律失常研究提供了前所未有的活体模型。”曾安表示，过去依赖动物实验，很多药物在人体出现的心律副作用难以提前发现；现在，用患者自身的干细胞就能定制“个人专属心脏模型”，测试药物毒性、筛选治疗方案，甚至为未来开发无需电池、不产生排斥的“生物起搏器”打下基础。
业内专家认为，这项成果标志着中国在心脏类器官与再生医学领域迈出了关键一步，也为全球数亿心律失常患者带来了新的希望。
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