人源心脏芯片的屏障与电活动同步评价
心肌直接加药产生电活动变化；完整内皮的短时窗口无显著变化，受损内皮递送出现响应。异丙肾上腺素未明显改变屏障电阻。
用途与模型
- 研究用途
- 比较已知工具药物异丙肾上腺素的直接心肌递送、完整内皮递送及受损内皮递送响应。
- 模型与细胞来源
- 人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源心肌细胞，与原代人脐静脉内皮细胞双通道共培养。
- 方法版本
- 原文 2017-06-07 版本
- 实验形式
- 多孔膜分隔两个通道，跨上皮电阻（transepithelial electrical resistance，TEER）测量用于内皮屏障，多电极阵列（multi-electrode array，MEA）记录心肌场电位，同时检测电容。
材料与平台
- 人源心肌细胞与原代脐静脉内皮细胞
- 商业 iPSC 来源心肌细胞构成心肌层，原代内皮细胞构成屏障层。
- 异丙肾上腺素
- 50 nM、10 分钟；心肌通道与内皮通道分别加药。
- TNFα 与完整内皮对照
- 肿瘤坏死因子 α（tumor necrosis factor alpha，TNFα）用于建立受损内皮条件，结果在处理 24 小时后评价。
测量指标与分析
- TEER 电阻
- 内皮层电容
- MEA 搏动频率
- 场电位持续时间及 Fridericia 校正值
- 内皮连接形态
通过阻抗分析获得内皮屏障电阻与电容，场电位用于计算搏动频率和经 Fridericia 校正的持续时间。比较完整与受损内皮下的短时药理响应。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 直接心肌加药、完整内皮通道加药与 TNFα 影响内皮后加药；并比较药物前后 TEER。
- 测试范围
- 屏障稳定性基线包含 12 个芯片；药理比较按各自处理条件报告。
- 参照体系
- 直接心肌加药、完整内皮通道加药与 TNFα 影响内皮后加药；并比较药物前后 TEER。
- 研究结果
- 心肌通道加药使搏动频率和校正场电位持续时间分别增加 80% 和 90%；经受损内皮加入分别增加 28% 和 42%，经完整内皮加入在 10 分钟内未见显著变化。药物本身未改变 TEER。
适用条件与研究局限
- 模型使用人源心肌细胞和脐静脉内皮细胞，比较的是一种工具药物的 10 分钟响应。屏障状态与电活动分别测量，没有直接测定心肌侧药物浓度或通透率。
来源与原文
- Organs-on-Chips with combined multi-electrode array and transepithelial electrical resistance measurement capabilities原始研究 · Lab on a Chip · 2017-06-07