心臓の形態形成を工学する

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Trends Biotechnol..2020 Aug;38(8):835-845. S0167-7799(20)30009-3. doi: 10.1016/j.tibtech.2020.01.006.Epub 2020-03-05.

心臓の形態形成を工学する

Engineering Heart Morphogenesis.

Christian J Mandrycky
Nisa P Williams
Ivan Batalov
Danny El-Nachef
Bernadette S de Bakker
Jennifer Davis
Deok-Ho Kim
Cole A DeForest
Ying Zheng
Kelly R Stevens
Nathan J Sniadecki

PMID: 32673587 PMCID: PMC7368094. DOI: 10.1016/j.tibtech.2020.01.006.

抄録

幹細胞生物学と組織工学の最近の進歩は、皿の中で複雑な組織を構築するための基礎を築いてきた。私たちは、これらの技術が新たな挑戦への準備ができていることを提案します。発達の過程で、心臓はループと呼ばれる複雑なプロセスを経て、単純な直線的な管から4つの室を持つ器官へと変化する。ここでは、技術者のレンズを通して心臓チューブのルーピングを再検討し、直線的な心臓チューブが組織工学のための有利な出発点であることを主張する。我々は、ループする心臓の構造、シグナル伝達経路、およびストレスを要約し、直線的な心臓管を構築し、ループ化のプロセスを通じて心臓管を誘導するために使用することができるアプローチを評価する。

Recent advances in stem cell biology and tissue engineering have laid the groundwork for building complex tissues in a dish. We propose that these technologies are ready for a new challenge: recapitulating cardiac morphogenesis in vitro. In development, the heart transforms from a simple linear tube to a four-chambered organ through a complex process called looping. Here, we re-examine heart tube looping through the lens of an engineer and argue that the linear heart tube is an advantageous starting point for tissue engineering. We summarize the structures, signaling pathways, and stresses in the looping heart, and evaluate approaches that could be used to build a linear heart tube and guide it through the process of looping.