心脏微生理系统电压、钙信号与搏动联合检测
人源心脏组织在灌流芯片内分别分析复极、钙瞬变和组织运动，并核对器件中的药物损失。
用途与模型
- 研究用途
- 急性药物致心律失常信号、起搏频率依赖性和实际暴露评价。
- 模型与细胞来源
- 健康男性供者来源 WTC11-GCaMP6f hiPSC 分化的心脏组织，包含心肌与非心肌细胞；同文 MEA 为另一女性供者来源 iCell 心肌细胞。
- 方法版本
- 2025 年 WTC11 灌流心脏 MPS/vanoxerine 研究版本
- 实验形式
- PDMS 灌流微生理系统，光学记录膜电压、钙信号和明场组织运动，比较自发搏动及不同起搏频率。
材料与平台
- WTC11-GCaMP6f 心脏组织与灌流芯片
- 组织入芯片后成熟培养，排除活性或填充不足的腔室。
- BeRST-1、荧光/明场成像与运动分析
- 膜电压与细胞内钙信号使用各自指标；明场图像分析位移及收缩/舒张速度。
- LC-MS/MS 暴露核对
- 以无细胞的芯片和管路体系测量药物损失，不能把名义给入浓度直接当细胞暴露浓度。
测量指标与分析
- 动作电位复极时间及三角化
- 钙瞬变时间与衰减
- 组织运动及搏动频率
- 早期后除极样事件
- 灌流器件药物损失
各信号相对本组织基线和溶剂对照分析，自发条件作频率校正；1/1.5 Hz 起搏另作比较。无细胞器件的浓度测量与细胞功能结果分别登记。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- vanoxerine 急性浓度反应及起搏频率比较，另用索他洛尔和多非利特观察已知 hERG 阻断反应。
- 测试范围
- 单一 WTC11 背景的多个芯片组织；vanoxerine 为主要研究药物，各功能结果使用独立芯片重复。
- 参照体系
- 溶剂对照、起搏频率和已知 hERG 阻断药物；同文 MEA 采用不同来源细胞与条件。
- 研究结果
- vanoxerine 延迟复极并出现后除极样事件；1.5 Hz 下这些事件消失。无细胞系统测得该药物约 99% 损失，索他洛尔损失很小。
适用条件与研究局限
- 暴露损失来自无细胞器件试验，未直接测细胞内药物浓度。
- 同文 MEA 与 MPS 未在完全相同条件平行测试。
- 急性健康背景结果尚未覆盖患者心脏病背景和长期暴露。
来源与原文
- Nonclinical Human Cardiac New Approach Methodologies (NAMs) Predict Vanoxerine-Induced Proarrhythmic Potential原始研究 · Journal of Cardiovascular Development and Disease · 2025-07-26