從幹細胞長出人類心臟瓣膜組織，為風濕性心臟病搭起實驗平台

心臟瓣膜看似只是幾片薄薄的組織，卻必須終生承受血流反覆拍擊。當瓣膜因先天缺陷或風濕性心臟病受損，兒童面對的難題尤其棘手：現有人工瓣膜不會隨身體長大，往往意味著日後還要接受新的手術。澳洲墨爾本默多克兒童研究所團隊如今以人類多能幹細胞培養出瓣膜樣組織，首先要解決的，是長久以來缺乏合適人類實驗模型的問題。

刊於《Cell Stem Cell》的研究顯示，團隊先將多能幹細胞定向分化為瓣膜間質細胞，再讓細胞自行組織成富含細胞外基質的立體組織。早期會議資料顯示，單細胞RNA定序辨識出接近天然瓣膜的間質細胞與免疫細胞身分；蛋白質體分析則在工程組織中檢出天然瓣膜所含蛋白質的98%。這些結果支持模型在分子組成上的相似性，但不代表它已具備完整瓣膜的形狀、血流控制能力或臨床耐久度。

這套平台的一項直接用途，是研究風濕性心臟病。這種疾病通常始於A型鏈球菌感染後失衡的免疫反應，反覆發炎與結疤會逐步破壞瓣膜；由於感染與免疫反應帶有明顯的人類特異性，傳統動物模型難以完整重現病程。研究團隊已利用培養組織模擬相關發炎變化，後續計畫則包括分別測試細胞激素、與A型鏈球菌相關的自體抗體及免疫細胞，釐清它們如何驅動瓣膜損傷。

若模型能穩定再現病人組織的反應，它可成為比較候選藥物、尋找修復機制的中介平台，也可能減少部分早期研究對動物模型的依賴。不過，目前公開資料尚未顯示它已完成大規模藥物篩選，也沒有證據證明模型中的療效訊號能預測病人的臨床反應。病人血清、不同幹細胞株與培養批次是否產生一致結果，仍是疾病模型走向實用化時必須回答的問題。

研究的另一條路徑，是把這些細胞材料推向真正的活體瓣膜。團隊已進行單軸拉伸等機械測試；早期皮下植入實驗未見鈣化，也正以機械刺激改善組織的強度與彈性。然而，皮下植入與置入跳動心臟、長期承受高壓血流截然不同。工程組織還需證明能形成可開合的瓣葉、承受疲勞負荷，並在體內安全整合而不引起血栓、免疫反應或異常增生。

因此，這項成果最成熟的定位並非可立即移植的「培養心臟瓣膜」，而是一個更接近人類瓣膜生物學的研究工具。它把疾病機制、藥物測試與再生醫學接到同一套組織平台上；至於能否最終製成隨兒童成長、免除多次置換手術的個人化瓣膜，仍須經歷動態血流培養、長期大型動物試驗、製造一致性與臨床安全評估等漫長驗證。