实验室台面上的玻璃试剂瓶
实验室内的玻璃试剂瓶。(Diane A. Reid (Photographer) / Wikimedia Commons;Public domain)

动态培养改善大鼠与人源心肌束的功能

杜克大学(Duke University)团队在 Biomaterials 比较工程心肌束的静态与自由漂浮动态培养,采用新生大鼠心肌细胞或人多能干细胞来源心肌细胞,包埋在纤维蛋白基质中。

动态培养 2 周后,大鼠心肌细胞大小增加到静态组的约 2.1 倍,总收缩力和传导速度分别约为静态组的 3.5 倍、1.4 倍。按截面积归一化的平均收缩力为 59.7 mN/mm²,传导速度为 52.5 cm/s,分别达到或接近成年大鼠心肌参照。

在优化后的动态条件下,人源组织收缩力约为静态组的 2.5 倍,传导速度约为 1.4 倍;按截面积归一化的平均收缩力为 23.2 mN/mm²,传导速度为 25.8 cm/s,接近论文采用的成人心肌功能参照。

药物干预用于分析功能改善的原因

把静态大鼠组织转到动态条件后,功能改善伴随 mTORC1 活性升高和 AMPK 磷酸化下降。雷帕霉素可阻断这种改善,机械敏感通道阻断剂则没有同样效果;作者据此讨论营养供应增加在 mTORC1 活化中的作用。

直接比较动态培养与苯肾上腺素处理后,作者认为,动态培养促进了生理性的心肌细胞生长。研究建立了功能接近成年心肌的工程组织,并识别 mTOR 信号在组织成熟过程中的作用。

来源与延伸阅读

  1. Dynamic culture yields engineered myocardium with near-adult functional output. Biomaterials. 2016. doi:10.1016/j.biomaterials.2016.09.024 ↗