微纳米塑料广泛散布于生态系统中，现在已成为全世界新式污染物。此前研讨之后发现，人体血液和脏器中均可检测到微纳米塑料，会对人体发生损害。精准实时地对微纳米塑料进入心脏、发挥毒性的全过程进行可视化追寻，关于心脏维护具有极端严重效果。
记者近来从东南大学得悉，该校教授梁戈玉、研讨员陈早早团队整合心脏类器官和器官芯片技能优势，构建了心脏类器官芯片，为体外心脏毒性评价供给了新模型。相关研讨成果日前发表于世界学术期刊《美国化学学会纳米》。
“现在，关于心脏毒理、药理学的研讨，大多选用动物模型和体外细胞模型等传统评价模型。跟着相关研讨日益深化，其缺点也逐步露出。”梁戈玉介绍，与人体比较，小鼠等动物模型存在一些要害基因表达、器官功用结构的差异。而单层的体外细胞模型，也难以实在模仿人体内杂乱的生理状况。
因而，开发一种更挨近人体心脏的新模型关于心脏疾病研讨至关重要。心脏类器官和器官芯片技能的诞生为战胜现有问题供给了新途径。心脏类器官是一种经过精密调控多能干细胞分解而得到的微安排，像是一颗“迷你心脏”。“它在基因组上更挨近人体心脏，能有用处理种属差异的问题。”梁戈玉说，这种“迷你心脏”还具有相似人体心脏的多种细胞类型，能模仿心脏实在的搏动状况，肉眼可见其在体外继续跳动。
为了更进一步模仿人体心脏中的流体力学，研讨团队根据前沿医工穿插技能，构建了心脏类器官芯片。“这种芯片将心脏类器官装载其间，为其供给了必要的培育条件。”陈早早介绍，这相当于为“迷你心脏”搭建了一个“房子”。在缺乏巴掌大的“房子”里，该芯片可以给我们供给与人体心脏相似的力学信号。
研讨团队经过对心脏类器官芯片来测验发现，该芯片能快速呼应心脏药物的影响，模仿心脏跳动加速、减慢以及心律失常等反响，并可再现心肌损害标志物排泄，这些体现与临床上的心脏反响相似。
在紫外线照耀、物理磨损和生物降解等状况下，塑料制品会逐步分解出微纳米塑料。梁戈玉介绍，因为体积小、质量轻，微纳米塑料容易经消化道和呼吸道进入人体，并穿透血管屏障，跟着血液循环流至各个脏器。
“现在关于微纳米塑料对心脏损害的研讨处于初步阶段，包含心脏在病理状态下对微纳米塑料的易理性等问题仍需探求。”梁戈玉说。
研讨团队使用心脏类器官芯片，在体外实时、可视化地对微纳米塑料进入心脏并发挥毒性的全过程进行了长时刻追寻。陈早早介绍，研讨团队选取了短期和长时刻两个露出时长，对纳米塑料、微纳米塑料诱导的心脏损害进行动态调查，发现微纳米塑料可以跟着时刻的延伸和剂量的加大导致心脏结构和功用受损加剧。
“转录组测序剖析显现，氧化应激、炎症应对、钙离子稳态失衡、线粒体损害在微纳米塑料诱导心脏损害的前期发挥要害效果，而心脏纤维化是心脏损害晚期的杰出特征。”陈早早说，为了探求微纳米塑料关于具有心脏根底疾病人群的影响，研讨团队还构建了心肌梗死的病理模型，发现心脏在病理状态下关于低剂量纳米塑料露出的易理性大大添加。
梁戈玉说，上述研讨整合心脏类器官和器官芯片技能，开发心脏类器官芯片，并从多重维度验证其作为体外心脏毒性测验渠道的可靠性。一起，研讨聚集微纳米塑料的心脏毒性效应及机制，为微纳米塑料污染防治供给了理论按照。
