心血管研究问题与细胞模型选择
心血管疾病涉及心肌收缩、电活动、血管屏障、平滑肌与组织重塑。研究药物对某个离子通道的作用，与研究患者心肌的异常收缩，需要的细胞条件并不相同。2020 年发表于 International Journal of Molecular Sciences 的综述 Human Cell Modeling for Cardiovascular Diseases，沿着这一差别比较多类人源模型。
文章把常见体系分为非心血管来源细胞、原代心血管细胞、干细胞衍生细胞和多细胞模型。比较内容包括细胞来源、遗传背景、可获得性及其能够呈现的生理功能。模型是否便于培养是一项条件；能否测量所关心的疾病过程，则是另一项条件。
异源通道模型与原代心肌细胞的研究用途
HEK293 等异源细胞表达特定心脏离子通道后，可以用于研究电流、突变效应及药物调节。综述以家族性心动过缓为例：HCN4 通道的活化曲线改变与患者心率减慢相对应。但此类体系缺少患者完整遗传、表观遗传及心脏细胞环境，对多基因和后天疾病的呈现有限。
原代心肌细胞可用于研究成人心脏功能，但组织来源有限，分离后也难以长期维持。心脏移植取得的材料常来自终末期患者。综述介绍的一项研究则从梗阻性肥厚型心肌病患者获取心肌细胞，用于分析丙吡胺对离子电流、动作电位及异常后除极的影响。
患者颊黏膜细胞取材方便，并表达部分心脏疾病相关连接蛋白。在致心律失常性心肌病材料中，plakoglobin 和 Connexin 43 分布减少，GSK3β 抑制剂处理曾恢复其分布；在缺血性心衰端粒比较中，缩短现象却只在白细胞中检出，颊黏膜细胞没有同样结果。
血管细胞、心脏间质与 AC16 模型
综述专门讨论了内皮细胞、血管平滑肌细胞与心脏间质细胞。内皮细胞参与通透性、血管生成及炎症反应，平滑肌细胞具有收缩、迁移和增殖行为，间质细胞则与细胞外基质及组织修复有关。这些功能决定了不同疾病和药物问题需要不同的细胞组成。
血管来源同样有意义。人脐静脉内皮细胞与动脉内皮细胞都属于内皮模型，具有各自的组织背景。文章比较动静脉细胞的研究案例，并指出平滑肌细胞在健康血管中的收缩状态与疾病相关的合成、迁移和增殖状态存在区别。
AC16 细胞具有部分心脏相关蛋白，培养使用较方便，但文章指出其缺少成熟心肌细胞的有序肌节、横管和若干关键电流。它用于部分分子与细胞反应研究。
致心律失常性心肌病患者的心脏间充质细胞更易积累脂质和向脂肪细胞分化，相关原代模型使研究从收缩细胞扩展到脂肪替代与纤维化过程。
患者来源 iPSC 的疾病表型与药物测试
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）能够从患者来源材料建立，再分化为心肌、内皮或平滑肌细胞。其重要用途是把患者遗传背景与相关细胞功能放在同一实验体系中观察。例如，遗传性心律失常模型可以比较动作电位、钙调节和异常搏动。
文章介绍了肥厚型心肌病、长 QT 综合征和家族性心房颤动等研究。所讨论的肥厚型心肌病案例中，细胞出现体积增大和钙调节异常，维拉帕米处理改善了相关表型。综述用这些案例说明，药物作用可以与具体疾病机制一起测量。
iPSC 衍生心肌细胞也有其自身状态：可自发搏动，但肌节组织、细胞间结构和电生理仍可能偏向未成熟阶段，且混有不同心肌亚型特征。
胚胎干细胞也能提供心肌、内皮和平滑肌来源，但存在材料获取和伦理限制。iPSC 模型则需控制患者与健康对照的遗传背景差异，综述建议使用同遗传背景的对照来分离特定变异的影响。
在肺动脉高压案例中，同患者的 iPSC 来源内皮细胞与原代肺动脉内皮细胞呈现相近的黏附、生存、迁移和成管表现，两者对 elafin 与 FK506 的体外反应也一致。血管模型因此可用于检验心肌以外的疾病表型和药物作用。
平滑肌的胚胎来源也影响模型表现。一项二叶式主动脉瓣相关胸主动脉瘤研究中，神经嵴来源的 iPSC 平滑肌细胞出现收缩受损及 mTOR 信号升高，旁轴中胚层来源细胞未呈现同样变化；雷帕霉素改善了前者的体外收缩表型。
共培养、三维心肌组织与芯片的功能研究
共培养使不同细胞共同参与疾病过程。文章区分通过可溶性因子发生作用的间接共培养，以及细胞之间或细胞与基质直接接触的体系。某些内皮炎症反应在与平滑肌直接共培养时改变，而间接共培养未出现同样结果。
三维模型进一步涉及细胞排列、组织厚度、基质力学性质、营养运输和电机械作用。文章所讨论的心肌微组织包含心肌、内皮和成纤维细胞，成纤维细胞不仅提供支撑，也影响心肌细胞成熟；来自疾病组织的成纤维细胞还能改变其余细胞组成的组织表型。
器官芯片可以为细胞提供可控的流动、形变或电刺激环境。综述讨论的三维模型研究包括心肌纤维化、心律失常与缺血再灌注，分别关注组织收缩、电活动或细胞损伤；其中纤维化芯片已用于观察抗纤维化药物的作用。
三维培养包含自组装球状体或细胞片、外加支架以及生物打印等方式。无支架体系便于细胞直接接触并产生自身基质，支架和打印则增加了对组织形状、排列及基质材料的控制；氧和营养运输仍影响较厚组织的状态。
这些结构条件会改变药物结果。综述中的长 QT 3 型模型显示，基质刚度影响收缩及药物电生理响应；尖端扭转型室性心动过速模型则需要细胞异质性和足够的三维厚度，才能出现目标心律失常表型。