同一芯片分别观察心肌和血管内皮
索拉非尼等抗肿瘤药物的心血管不良反应可能同时涉及血管和心肌。Cedars-Sinai Medical Center 团队在 Lab on a Chip 报道了一种双通道心脏芯片，希望在同一系统中比较这两类细胞的药物反应。
研究使用人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）分化获得心肌细胞和血管内皮细胞。心肌细胞位于上通道，内皮细胞位于下通道，中间是厚度 40 μm 的多孔膜。两个通道保留各自的培养环境，膜上的孔允许细胞间信号及培养液成分交换。
细胞接种后，内皮形成连续屏障，心肌恢复并逐渐协调搏动。团队通过跨内皮电阻和不同分子量葡聚糖的通透性检查屏障，并分别从两个通道收集流出液，测量代谢活力和细胞损伤。
灌流和拉伸改善了部分成熟度指标
研究将静态培养与灌流加周期性拉伸进行比较。刺激条件为每个通道 30 μL/小时的流量、0.4 Hz 的周期性形变及 10% 的形变量，连续处理 10 天后评估功能和基因表达。
受到刺激的心肌细胞具有更整齐的肌节排列，收缩速度和幅度高于静态组；长期记录显示，刺激组的搏动频率在数周内维持在约 60 次/分钟。内皮细胞也沿流动方向排列，并表现出管状网络形态。
单独灌流与灌流加拉伸的钙信号比较还提供了更细的区别：部分钙循环效率指标没有显著差异，加入拉伸后，不同观测区域的钙信号频率变异减小。转录组中，心肌肌节相关基因和内皮功能相关基因的表达也发生了变化。
索拉非尼暴露同时影响两类细胞
团队随后在持续灌流和拉伸条件下加入索拉非尼，连续观察 4 天。显微成像显示，内皮通道中的剂量相关损伤趋势较明显；心肌细胞的肌钙蛋白和 α-辅肌动蛋白（α-actinin）染色也发生改变。乳酸脱氢酶（LDH）检测显示，两类细胞的损伤均高于未处理对照，内皮的损伤信号呈更高趋势。
收缩视频分析记录到，在第 4 天，低至 1 μM 的索拉非尼已经使心肌收缩幅度显著降低。研究还测量了钙瞬变的强度、衰减时间、达峰时间等参数，高浓度条件下较早出现不规则钙信号。
论文正文将这一高浓度钙信号条件写为 8.34 μM，图 5 图注写为 8.43 μM。两处数值存在差异；4 天 LDH 试验的图注明确使用 8.43 μM。LDH 试验使用 20 个芯片，收缩和钙信号分析各使用 3 个芯片，这些样本数对应不同检测。
当前验证集中在索拉非尼和既定细胞材料
这项研究把内皮损伤、心肌收缩及钙信号放在同一药物暴露系统中观察，适合研究同时影响多个心血管细胞类型的毒性。功能和转录组比较也为选择芯片培养条件提供了依据。
原文说明，当前芯片尚未纳入血管平滑肌细胞和成纤维细胞；不同 iPSC 细胞系的分化效率也会影响后续应用。患者来源材料的个体毒性预测是团队提出的后续方向，本研究使用的既定细胞材料尚未覆盖这一人群比较。