心脏类器官钙信号与细胞活力检测
比较初始细胞数量和培养时间，再以钙信号与活力区分功能损伤和明显细胞毒性。
用途与模型
- 研究用途
- 选择心肌—成纤维细胞三维模型的测试阶段，分析多柔比星浓度效应。
- 模型与细胞来源
- WTC11 GCaMP 报告 hiPSC 的分化细胞群；起始约 22% 心肌细胞、76% 成纤维细胞及少量内皮细胞。
- 方法版本
- 2025 年 20KOrg/80KOrg 比较及多柔比星测试版本
- 实验形式
- 20,000 或 80,000 个细胞聚集成类器官，结合二维对照与成像
材料与平台
- 培养形式
- 低黏附圆底 96 孔板；比较形成后第 2、7 和 14 天的组织状态，毒性测试选择第 7 天 20KOrg。
- 功能成像
- GCaMP 钙信号报告细胞、荧光视频及 MATLAB 波形分析。
- 组织健康与活力
- 凋亡 CC3 染色、线粒体 MitoTracker、基因表达及 Calcein-AM/Ethidium Homodimer 活细胞/死细胞染色。
测量指标与分析
- 尺寸、细胞组成和凋亡比例
- 钙信号推算的搏动频率及波形参数
- 活力与搏动频率变化的浓度效应
- 选择性指数 SI
多柔比星处理 48 小时后同时检测活力和搏动；SI = 活力 IC50 / 搏动频率变化 IC50。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 比较 2 种初始细胞数量及培养时间，随后以多柔比星比较三维与二维模型。
- 测试范围
- 1 种药物、8 个浓度和溶剂对照；毒性图注列出每浓度二维 n = 15、类器官 n = 13，来自 4 个生物重复。
- 参照体系
- 相同分化来源的二维细胞、两种类器官初始数量及不同培养阶段。
- 研究结果
- 20KOrg 的活力 IC50 约 3.61 μM，搏动变化 IC50 约 0.84 μM，SI 约 4.30；两项指标均在处理 48 小时后测量，功能响应出现在较低浓度。
适用条件与研究局限
- 同一时间的浓度效应不能说明功能损伤与细胞死亡的发生顺序。
- 内皮细胞比例较低，尚未形成充分的血管支持。
- 只有多柔比星毒性比较，不能由此给出广泛药物预测性能。
来源与原文
- Evaluating seeding density effects on cardiac organoid health and functionality for toxicity studies原始研究 · Tissue engineering. Part A · 2025-10-29