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用人类心肌组装出一条可以自行连续游100天的人造鱼

一天到晚游泳的鱼啊，鱼不停游；一天到晚想你的人啊，爱不停休。

奇怪的合成鱼，尾巴有节奏地左右摆动，在盐和葡萄糖溶液中四处游荡，运动机制类似于人类的心跳。

由哈佛大学和埃默里大学的科学家开发的漂亮的微型循环系统鱼可以持续游超过100天。

发明者对这种奇怪的小装置寄予厚望，它由从人类干细胞分化而成的活心肌细胞组成。

“生物杂交”鱼继承了心脏的两个关键特征：自发作用，无需有意识的输入(自动性)；和由机械运动(机械电信号)发起的消息传递。

哈佛大学生物工程师Kevin Kit Parker 说：“我们的最终目标是研制人造心脏来替代儿童的畸形心脏。”

看起来很简单，但要制作出真正具备心脏功能的东西是一项严峻的挑战。生物鱼机器人是朝着这一目标迈出的一大步，它建立在以前使用大鼠心肌构建水母生物混合泵和半机械黄貂鱼的工作的基础上。

“我可以用 Play-Doh 制作心脏模型，但这并不意味着我可以制作心脏。”Parker 解释道，“你可以在培养皿里培养一些随机的肿瘤细胞，直到它们凝结成一个跳动的肿块，并称之为心脏类器官。这些努力都不能通过设计来涵盖一个在你的生命周期中跳动超过10亿次的系统的物理特性。这就是挑战。这就是我们面对的问题。”

在尾鳍的每一侧都有两层心肌细胞，这种生物杂交鱼被建造成自主的——它可以自我延续自己的运动。

当一侧挤压时，另一侧被拉伸，触发反馈机制，导致拉伸侧收缩，然后在持续循环中触发另一侧的相同机制。

这种异步肌肉收缩系统基于昆虫飞行肌肉。

物理弯曲是激活肌肉中形成离子通道的电信号的机械运动。这些离子通道触发肌肉激活和收缩。

将系统暴露于链霉素和钆——已知会破坏肌肉中的离子通道——最终会降低游泳速度，并破坏机械拉伸和触发另一侧下一次收缩之间的关系。这证实了离子通道确实与节律性收缩有关。

哈佛大学生物工程师 Keel Yong Lee 说：“利用两层肌肉之间的心脏机械电信号，我们重建了每次收缩自动产生的循环，作为对另一侧拉伸的反应。结果突出了反馈机制在心脏等肌肉泵中的作用。”

Parker和同事还将一个类似起搏器的系统集成到生物混合体中：控制这些运动的频率和协调性的孤立细胞簇。

该研究的共同第一作者、生物物理学研究员 Sung-Jin Park 解释说：“由于这两种内部起搏机制，我们的鱼可以活得更长、移动得更快、游泳效率更高。”

这项研究发表在《科学》上。

https://www.sciencealert.com/watch-this-biohybrid-fish-swim-to-the-rhythm-of-its-living-human-heart-cells

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