上海
撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
心脏的节律和收缩由窦房结（sinoatrial node，SAN）产生的电脉冲启动，并受心脏固有神经输入的调节。尽管其生理学意义重大，但能重现神经-窦房结相互作用的人体外系统却一直缺失。
近日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）曾安团队与复旦大学罗哲团队、同济大学杜美蓉团队合作（张桐栋、范磊、姚飞白、李戈、林国彤为论文共同第一作者），在 Cell 子刊 Cell Stem Cell 上发表了题为：Human PSC-derived sinoatrial node-cardiac plexus assembloids model innervation-associated maturation of pacemaker systems 的研究论文，该论文还被选为当期封面论文。
该研究利用人多能干细胞（hPSC）构建了三维“生物起搏器”类器官，模拟人类窦房结特征，并通过上接心脏神经丛类器官、下连心房样类器官组装，建立了一个体外的“心内神-窦房结-心房”心脏传导三类器官组装体模型。该模型不仅为研究人类心脏起搏系统的发育、疾病和神经调控提供了全新的人源化实验平台，也为药物评价及未来生物起搏器相关研究开辟了新思路。
该研究构建了人窦房结-神经丛（SAN-plexus）三类器官组装体，整合了起搏器、自主神经和心房类器官，用于模拟神经-起搏器-心房传导轴。这些组装体再现了神经对起搏器自律性的调控，并发现了一条促进起搏器成熟的 PSAP-GPR37 通路，为研究心脏传导及相关疾病提供了新平台。封面图片中，窦房结作为心脏的天然起搏器被形象化呈现：一名女孩作为指挥家站在形似神经纤维的灌木枝间，鸟儿在五线谱上传递着心电图波形，象征着心脏搏动的起始与节律性传导；漂浮的心脏则体现了心脏电生理的和谐之美。
在这项最新研究中，研究团队通过将人多能干细胞（hPSC）来源的心脏窦房结类器官（SANO）与心脏神经丛类器官（CGPO）以及心房样类器官（GO）整合，开发出 SAN-plexus 类器官组装体，以在这个三类器官组装体系统中模拟起搏器到心房的传导。
该平台展示了人类起搏器活动的分子、结构和电生理特征，并能够对窦房结自律性的神经控制进行功能探究，包括与疾病相关的传导功能障碍。通过将人类窦房结组织的空间转录组学与基于类器官的功能分析相结合，研究团队确定了一个神经元到起搏器的信号传导程序，在该程序中，由 CGPO 来源的 Prosaposin 蛋白与窦房结富集的受体 GPR37 相互作用，从而促进起搏器的成熟。
该研究的核心发现：
人类 SAN-plexus 类器官组装体模拟神经起搏器组织和心房耦合；
类器官组装体有助于对神经调节和窦房结（SAN）表型进行功能探究；
与人类 SAN 空间数据的整合揭示了神经元与起搏器的相互作用；
源自 CGPO 的 PSAP-GPR37 信号转导促进人类窦房结样起搏细胞成熟。
总的来说，这些工作共同确立了 SAN-plexus 类器官组装体作为研究起搏器发育和疾病中内在神经心脏相互作用的人类平台。
论文链接：
https://www.cell.com/cell-stem-cell/abstract/S1934-5909(26)00158-X
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