实验室显微镜。
来源:Wiki210397 / Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0)

心脏基质支持人源工程化组织

研究把人诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)来源心肌细胞与猪心脏去细胞化基质制成的水凝胶结合,并用壳聚糖增强材料。组织中的心肌具有沿一定方向排列的结构,部分成熟特征优于二维培养心肌。

研究以力测量观察组织的力–长度关系和对外源钙浓度的敏感性,同时以成像检测电活动和钙信号。在这一体系中,组织收缩、细胞节律和组织传导可分别测量。

不同药物对应不同功能检测

异丙肾上腺素与卡巴胆碱用于观察收缩频率变化;E-4031、ATX2、异丙肾上腺素、哇巴因和奎尼丁用于观察光学信号形态变化。E-4031 和哇巴因还引起细胞水平的致心律失常变化。

利多卡因、carbenoxolone 和奎尼丁对应组织传导性质变化。这些药物实验分别记录收缩频率、光学信号、细胞节律和组织传导等指标。

患者来源组织呈现遗传性心律失常表型

研究进一步使用长 QT 综合征及儿茶酚胺敏感性多形性室性心动过速患者来源心肌,模型重现了相应异常表型。程序性电刺激和药物引起的促心律失常条件还在组织中诱发了折返性心律失常。

作者将这种可持续测量的组织用于研究收缩、传导及心律失常,并探索其在疾病模型和药物安全性评价中的应用。

来源与延伸阅读

  1. Engineered heart tissue models from hiPSC-derived cardiomyocytes and cardiac ECM for disease modeling and drug testing applications. Acta Biomaterialia (2019). ↗

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