比较初始细胞数量与培养时间对模型的影响
得克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）团队比较了心脏类器官初始细胞数量与培养时间对组织状态的影响。论文发表于 Tissue Engineering Part A。研究从结构、细胞组成、凋亡、线粒体活动和搏动功能等方面，选择适合后续毒性测试的模型。
团队比较初始包含约 2 万和 8 万个细胞的类器官。细胞主要由心肌细胞和成纤维细胞构成，内皮细胞比例较低。培养期间，组织会收紧并发生细胞脱落，因此初始细胞数量、最终尺寸和组织健康需要分别评价。
用于构建模型的初始群体中，约 22% 为心肌细胞、76% 为成纤维细胞，内皮细胞约占 1%。团队的研究重点是心肌与成纤维细胞之间的相互作用。内皮成分较少也使组织内部主要依赖扩散供养，成为解释不同尺寸模型状态的一个因素。
较小和较大模型在形成后的早期平均直径分别约为 511 μm 和 775 μm，到第 7 天分别约为 422 μm 和 591 μm。继续培养后，2 组尺寸进一步接近。尽管尺寸趋于稳定，细胞数量和组织状态仍随时间变化，团队因此进一步检查了功能和分子特征。
2 万个细胞的模型在第 7 天凋亡较少
团队比较与心肌成熟、成纤维细胞和纤维化有关的基因表达，再通过综合聚类考察不同条件。初始 2 万个细胞、培养 7 天的模型具有较好的成熟相关表达，并保持较低的纤维化相关表达，被选为后续重点研究条件。
凋亡分析显示，较小模型中的凋亡比例到第 7 天明显降低，而较大模型保持较高水平；第 14 天两组的凋亡均增加。较大模型的凋亡更多发生于非心肌细胞。作者结合组织尺寸和细胞组成，讨论营养物质扩散与内部组织状态的关系。
第 7 天，较小模型的凋亡相关染色比例约为 7.5%，较大模型约为 21.2%；到第 14 天，分别升至约 13.8% 和 27.6%。这组时间比较显示，模型适合开展药物测试的阶段需要依据实际组织状态确定，而培养更久并未在所有指标上带来改善。
线粒体染色显示，较小模型的信号强于较大模型。结合较低的凋亡和纤维化相关表达，团队选择较小模型进行后续药物测试。第 7 至 14 天，每组模型内部的线粒体信号都较稳定。
搏动功能与其他组织健康指标
两组类器官在第 7 和 14 天均保持自主搏动，整体搏动动力学没有显著差异。较小模型第 7 天约为每分钟 79 次，第 14 天约为 60 次；较大模型分别约为 57 和 56 次。部分同步性和峰值到达时间表现更支持较小模型的稳定性。
除搏动频率外，研究还分析钙信号波形的均一性、活跃区域和峰值到达时间。2 种模型都能产生连续钙信号，但部分波形和同步性参数不同。结合凋亡检测，团队比较了仍在搏动的模型在细胞状态上的差异。
细胞凋亡和纤维化相关变化较明显时，组织仍可保持搏动。因此，研究将搏动与细胞组成、基因表达和代谢结果一起解释。作者还提出，较大且纤维化倾向更强的模型可用于后续疾病相关药物研究，但相应应用仍需要进一步检验。
较低浓度多柔比星已可影响搏动功能
团队以选定的较小模型和二维细胞培养比较多柔比星效应。细胞活力对应的半数效应浓度在三维模型中约为 3.61 μM，在二维培养中约为 0.69 μM，说明两种模型对明显细胞毒性的响应不同。
以搏动频率改变作为功能指标时，三维模型的半数效应浓度约为 0.84 μM，低于其活力下降对应的浓度；二维模型相应数值约为 2.41 μM。两项指标均在处理 48 小时后检测。三维模型在较低浓度下即可呈现功能受损，为评价尚未引起明显细胞死亡的药物效应提供信息。
研究以细胞毒性与功能效应的比值建立比较，三维模型的选择性指数为 4.30，二维模型为 0.29。该结果来自多柔比星测试，作者据此支持将功能指标纳入毒性分析。
作者提出，后续可增加内皮和其他血管支持细胞，改善组织内部营养运输，并扩大所测试的药物。不同组织状态也可能服务于不同疾病问题：健康相关条件用于一般毒性比较，纤维化倾向更强的条件则可进一步研究疾病背景对药物响应的影响。