给患有提摩西综合症（Timothy syndrome）的儿童做皮肤活检，可以创造出搏动的心脏细胞团，该病是一种罕见的遗传学疾病，以重叠的异常心脏节律为特征。该细胞为治疗该疾病的药物研究提供了新方法，这种疾病与自闭症和严重的——有时候是致命的——心脏问题相关。

　　研究者已经从生长在培养皿中的细胞里鉴定出一种使心脏节律正常的化合物。除了对深入研究提摩西综合症有益之外，这种细胞还可以用来检测会引发或加剧异常心脏节律的药物成分——药物能被市场青睐的最常见原因。

　　该研究发表在近期的《自然》杂志上，它把来自患有特殊疾病，如心脏病、神经退行性疾病和发育障碍病人的部分具有再生趋势的细胞诱导成为干细胞，然后在培养皿中使这些细胞表达目标疾病。尽管科学家曾经为唐氏综合症（Down syndrome）、肌萎缩性侧索硬化症（ALS）、糖尿病和提摩西综合症引起的遗传性心脏疾病制作过细胞，但这一研究是这些实验中第一个使用细胞来筛选那些导入胞内有望纠正缺陷的化合物。

　　米歇尔·拉夫兰姆（Michael Laflamme）是华盛顿大学（University of Washington）心血管生物学（ Cardiovascular Biology）的医师科学家，他没有参与这项研究。他说：“即使我们知道许多这类疾病由基因突变引起，但人们没有把突变如何导致心律失常（异常心脏节律）的方式连起来思考。而这正是细胞参与的地方。”

　　理查德·多尔梅齐（Ricardo Dolmetsch）是斯坦福大学的神经生物学家，也是研究的合作者。该研究是从两名年轻的提摩西综合症患者身上收集皮肤细胞，再使用一种叫做诱导多功能干细胞（induced pluripotent stem cell， iPS 细胞）程序重排的技术使这些细胞还原到干细胞状态。类似于胚胎干细胞，iPS细胞能被诱导分化成任何类型的组织，使它们成为药物筛选的潜在资源，有望用于组织替换治疗。

　　研究者用化学试剂处理干细胞，刺激他们分化成为心脏组织。在培养皿中经过大约一个月的生长之后，细胞分化成为搏动性团块，它是由心脏中三种类型的细胞——心房细胞、心室细胞和节细胞各自构成的组织。当这些细胞由心脏正常的人制造时，多尔梅齐说：“它们会以每分钟60次美好地跳动着，就像人类的心脏一样。”然而，当得到的干细胞是由心脏疾病患者中获得时，团块会搏动得慢许多，还会遗漏固定节拍，他说：“显然它们有些不对劲。”

　　通过分析单个细胞在团块内如何收缩，研究者发现缺陷集中在心室细胞上，心室细胞是构成能使血液泵入身体的心脏的要素。这些细胞有个异常的长收缩，其形式与在患有该疾病的患者中看到的类似。

　　患有提摩西综合症儿童的经典治疗是埋植起搏器来保持他们正常的心脏功能。但是儿童或青少年中有许多病例未能诊断而导致意外死亡。目前没有药物被批准用于治疗提摩西综合症所伴随的心脏疾病。

　　新的研究工作十分重要，因为它很难通过研究动物来重建心脏问题。例如，小鼠的心率大约每分钟500次，而我们只有每分钟60次。当多尔梅齐团队以提摩西综合症为基础制作同样基因变异的小鼠时发现，啮齿类心脏节律没有异常，或许因为使小鼠心脏由不同机制作用以保持如此快速地跳动。

　　现已确认细胞可模拟提摩西综合症伴随的特征性心脏缺陷，研究者接下来使用这些细胞来筛选各种已知的可影响心脏节律的化合物。他们发现一种临床上现在用于治疗癌症的化合物，可以部分性纠正异常活动。

　　但是，多尔梅齐提醒这种特殊化合物不太适合作为药物的备选，因为它对身体有其他影响。他说：“但是它可以是有趣新类别抗心律失常药物的先导化合物。”他现在正建立一个的公司将会使用这种分选方式发展新药。

　　肯尼思·钱（Kenneth Chien）是麻省总医院（ Massachusetts General Hospital）心血管研究中心（Cardiovascular Research Center）主任，他没有参与这项研究。他说，这个发现表明该技术具有筛选心脏病药物的潜能。但是他对其专门用于提摩西综合症的治疗前景更加悲观。关于药物以异常的室性节律为目标，钱说：“通常弊大于利。这是为什么现在控制心律不齐的最常用治疗方式是使用可植入除颤器。”

　　在过去几年涌现一些公司以使用iPS衍生细胞来研究疾病和测试药物为目标而展开研究。新创公司细胞动力公司（Cellular Dynamics），由干细胞先驱者詹姆斯·汤姆森（James Thomson）参与创办，它将来自健康人的iPS细胞培育成的心脏细胞出售给制药公司和其他公司用于毒理筛选。这些公司将使用该细胞来判断试验的化合物是否会损害心脏。

　　多尔梅齐也关注心脏之外的领域，他的实验室主要关注神经发育障碍方面，例如自闭症。他的团队已经从患者身上收集了各种疾病的细胞，然后将这些细胞分化成神经组织用来研究特殊的神经缺陷。（根据现在的研究，这类疾病中许多都与心脏缺损相关。）

　　多尔梅齐提醒患者父母们不要过度解读他的发现。他说：“我确信家长将会知道这一消息，我们必须降低他们的期望。在将药物试用于患者之前还有许多障碍需要克服。”