芯片上的运动神经球与定向肌束形成神经肌肉接头
复旦大学上海市口腔医院与口腔医学院（Shanghai Stomatological Hospital & School of Stomatology, Fudan University）及合作者在 Nature Communications 报道人源运动组合体芯片。研究将运动神经球和骨骼肌组织组合，用来分析间歇性缺氧如何损伤神经—肌肉功能，并比较针对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD⁺）代谢的候选干预。
运动神经球由人诱导多能干细胞（human induced pluripotent stem cells，hiPSC）分化获得，肌肉部分则来自商业人骨骼肌细胞。神经球分布在肌束表面，形成轴突投射与乙酰胆碱受体簇。文中的小鼠 C2C12 细胞只用于补充材料中的肌束形成测试；本次药物比较采用人源组合体。
装置通过不同区域的表面黏附强度控制组织形状：两端保持固定，中间组织逐渐脱离底面并收缩成定向肌束。研究以两端稳定、中央成束、组织不脱落及神经与肌肉连接作为形成成功的条件，报告约 91% 的成功率。图 1 的表面修饰组为 5 次独立实验，未修饰组为 4 次。
成像运动与分区电活动检查神经肌肉功能
作者用成像追踪肌肉运动，并用微电极阵列（microelectrode array，MEA）记录电活动。神经球附近的自发成像运动幅度较大；刺激运动神经后，肌肉出现同步收缩。箭毒处理可阻断肌肉响应，同时保留神经球输出，支持两部分之间形成了功能性连接。
微电极阵列按照神经球和肌肉所在区域标记信号，比较放电次数、幅度及同步性。神经区域的放电与肌肉区域的响应因此可以分别观察。成像分析用 MUSCLEMOTION 根据帧间像素强度变化计算运动幅度及达峰时间，电活动则来自电极记录；这些指标没有直接测量收缩力。
组合体中的神经球还可相互连接。研究只刺激中央神经球，再观察两侧的电活动；全为未表达光敏通道神经球的对照没有同步响应，中央球可响应刺激时则出现同步放电。光照对照与选择性刺激结果共同支持，同步放电来自神经球间的功能连接。
间歇性缺氧处理后，肌束的规则条纹、神经肌肉接头及收缩逐渐受损。连续 4 天的成像运动幅度和相关电活动比较在图 5 中标注 n = 4 个组合体。神经区的放电次数和幅度下降；肌肉区的事件数有上升趋势，但幅度也下降，说明损伤后的响应具有区域差异。
结构变化也没有覆盖全部神经标志。缺氧后的 TUJ1 轴突宽度未见明显差别，NFH 和 TUJ1 蛋白也没有显著改变，但神经区放电已受到抑制。形态或某个蛋白保持稳定，因此不足以说明功能没有损伤；连续电活动记录为模型补充了这一信息。
转录组与线粒体检测把药物比较指向 NAD⁺ 代谢
团队比较整体组合体的转录组，缺氧组为 5 个、对照组为 4 个组合体，发现 545 个转录本上调、205 个下调。对相关基因集进行聚类后，氧化磷酸化异常成为进一步检查的重点。团队据此进一步检查相关蛋白和功能变化。
为缩小混合组织表达的影响，作者另分析包含神经球与受其支配肌肉的局部区域，观察到更明显的表达变化及神经肌肉传递相关基因集受抑制。整体组织与局部区域分析的对象不同，帮助团队同时检查代谢变化和连接功能。
线粒体呼吸链复合体 I 的表达和酶活性均下降，组合体内 NAD⁺ 水平、NAD⁺/NADH 比值也降低，并伴随活性氧增加。图 6 中呼吸链蛋白比较为 6 次独立实验，复合体酶活性比较为 3 次；药物干预后的 NAD⁺、NADH、比值及 ATP 测量各为 3 次独立实验。
研究选择了三条不同干预路径：以烟酰胺单核苷酸（nicotinamide mononucleotide，NMN）补充 NAD⁺ 前体，以 NAT 激活合成途径中的烟酰胺磷酸核糖转移酶（nicotinamide phosphoribosyltransferase，NAMPT），以 CD38 抑制剂 78c 减少 NAD⁺ 消耗。它们针对同一代谢网络的不同环节，实验同时观察能量与氧化还原状态，检查三条路径对不同代谢指标的影响。
NMN 与 78c 改善不同指标，NAT 的作用有限
在当前缺氧模型中，NAT 的影响很小。NMN 和 78c 对恢复 NAD⁺ 的效果不同：78c 除增加 NAD⁺ 外，还纠正了 NAD⁺/NADH 比值；NMN 则主要恢复 ATP 水平。结果提示，能量供给与氧化还原平衡可能需要分别评价，三种处理并未产生一致的改善。
这组药物结果围绕代谢指标展开。作者将其作为概念验证，提出后续研究给药方式、修复机制及组合干预，并继续检查收缩和神经功能能否恢复。
轴突向肌肉深部的分布有限，未完整再现体内支配方式；面向单层细胞设计的平面微电极阵列也无法覆盖三维组织的全部活动。