新的 3D 模型显示镉暴露如何影响心脏发育

研究人员开发了一个三维模型，显示接触镉如何导致先天性心脏病。先天性心脏病每年影响近 40,000 名新生儿，是美国最常见的出生缺陷类型。该模型由美国国立卫生研究院下属的国家环境健康科学研究所 (NIEHS) 的科学家创建。

镉是一种可以通过采矿和各种工业过程释放到环境中的金属，在空气、土壤、水和烟草中都有发现。当植物从土壤中吸收金属时，金属会进入食物链。以前的研究表明，母亲接触镉可能是先天性心脏病的重要危险因素。

研究人员使用源自人体细胞和组织的模型(称为体外模型)设计了一个 3D 类器官模型，该模型模拟了人类心脏的发育过程。研究人员看到了暴露于低水平的镉如何阻止心肌细胞的正常形成，而心肌细胞是形成心脏的主要细胞类型。在此过程中，他们揭示了可能解释镉如何诱发心脏异常的生物学机制。

“我们创建的模型不仅可用于研究镉，还可用于研究其他化学物质和物质，”NIEHS 转化毒理学部 (DTT) 机械毒理学分部的研究负责人 Erik Tokar 博士说.

在这项研究中，研究人员开发了三种不同的模型来评估镉对心脏发育不同阶段的影响。

首先，他们使用人类多能干细胞来开发 3D 拟胚体，以模拟人类组织和器官形成的早期步骤。然后，他们使用了一个二维体外模型，其中包括一个已知与心脏发育有关的荧光调节蛋白系统 (NKX2-5)，这使他们能够观察暴露后的镉毒性。

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