心外膜和心室肌在同一模型中自组装
心外膜覆盖心脏表面，在发育过程中还向心肌提供细胞与信号。德国慕尼黑工业大学（Technical University of Munich，TUM）等机构团队，建立同时包含心外膜和心室肌的类器官 Epicardioid，希望在一个人源模型中观察两类组织如何共同发育，以及疾病状态怎样改变这种关系。
团队从人多能干细胞（human pluripotent stem cells，hPSC）聚集体出发，比较有无视黄酸信号的分化过程。加入视黄酸的聚集体形成致密心肌核心和外层心外膜；外膜又含上皮层及其下方的间充质细胞。未加入视黄酸的对照更多形成疏松排列的心肌细胞。
在 4 株 hPSC 中重复时，完整心外膜形成比例为 83.3%，部分心外膜为 15.4%。补充血管内皮生长因子后，模型还能出现血管样结构。细胞组成、组织排列和分化进程，共同用于检查模型形成。
单细胞组学和功能成像追踪组织分化
第 15 天和第 30 天的单细胞 RNA 测序，识别到心室肌、心外膜、平滑肌、内皮及其他细胞群。心肌的钙处理相关基因和成人型肌钙蛋白表达比例随时间增加。与人胎儿心脏资料比较时，较晚培养的细胞也更接近较晚发育阶段。
早期分化分析覆盖第 2、3、4、5、7、10 和 15 天。研究整合成 35,499 个含表达与染色质信息的元细胞，分为 24 个群，再推断通往心肌、心外膜、内皮和内胚层的不同方向。元细胞是整合分析对象；沿时间的预测轨迹与谱系追踪实验共同用于检查细胞来源。
团队进一步整合 RNA 表达与染色质可及性资料，推断早期祖细胞至心肌和心外膜的分化路径。谱系追踪支持邻心场祖细胞具有这两种分化方向，心外膜细胞还可产生基质细胞、血管壁细胞及部分心肌细胞。分析还提示祖细胞群内部存在不同的分化潜能，作者认为仍需克隆层面的分析进一步确认。
空间成像显示，心外膜下方形成心肌较致密的外层。外层与内部心肌的密度比约为 1.49，无视黄酸对照约为 1.02。切片的光学动作电位和钙成像还显示，外层复极及钙瞬变衰减时间较短；相同时间的对照球状体没有这种功能梯度。
在上皮向间充质转变之前，研究未发现不同心外膜细胞群各自只会走向单一分化方向。作者据此推测，细胞命运可能在后续发育过程中逐步确定。
干预细胞间信号，检查心肌致密化和心外膜变化
单细胞资料提示心外膜与心肌之间存在 IGF2–IGF1R 等信号联系。团队用小分子抑制剂 linsitinib 阻断 IGF1R 后，两层心肌的增殖比例下降，外层相对内层的细胞密度也降低。给缺少心外膜的对照补充 IGF2 则产生相反变化，支持这一路径参与心肌致密化。
NRP2 阻断实验回答的是另一个问题。较强阻断后，心外膜增厚，间皮层排列受扰，更多细胞表现为上皮向间充质状态改变。细胞增殖没有同时上升，作者因此把增厚主要归因于细胞状态和迁移变化。抗体在心外膜中较集中，可能未到达内部心肌。
这两类实验把组学推断转为可测试的细胞间作用。它们分别测量增殖、细胞密度、组织层厚度和细胞标志，检查组织组成如何影响整体结构；研究中的干预用于阐明模型内的发育机制。
应激和患者来源模型呈现不同疾病特征
研究用内皮素 1（endothelin-1，ET1）刺激约 1 个月的 Epicardioid。心肌肥厚相关基因上调、细胞面积增大，同时出现胶原等基质基因增加、基质沉积和肌成纤维细胞。钙成像也观察到较多节律异常事件及较低钙瞬变幅度。模型因而同时呈现心肌肥厚和纤维化的相关变化。
图中的细胞面积比较，每组包含 3 个分化批次的 260 个心肌细胞。钙瞬变幅度分析包括对照组 5 个模型、ET1 组 4 个模型，各心肌层分别有 130 次和 106 次波形，两组各来自 3 个独立分化批次。功能波形、细胞面积和基质变化，共同描述应激诱导后的多细胞反应。
另一组模型使用来自 1 位 Noonan 综合征患者的诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）建立。这位患者出生时已有严重左心室肥厚及纤维化。该模型没有出现与 ET1 相同的细胞变大和肥厚标志上调，而是心肌细胞增殖增加，并较早出现纤维化相关细胞及基质变化。
作者认为，多细胞结构使模型能够同时研究心肌和心外膜来源基质的病理变化，适合进一步寻找针对肥厚与纤维化的干预。当前工作先建立模型及机制比较，后续候选药物的效果需要与具体疾病状态和评价指标一起检验。
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