几何约束人源运动组合体的 NAD⁺ 通路候选评价
人诱导多能干细胞来源运动神经球与商业人骨骼肌细胞形成定向肌束，结合功能和代谢指标比较间歇性缺氧模型中的通路干预。
用途与模型
- 研究用途
- 人源神经—肌肉损伤机制、NAD⁺ 代谢候选药物的体外比较与模型功能检查。
- 模型与细胞来源
- 人诱导多能干细胞（hiPSC）来源运动神经球与商业人骨骼肌细胞形成的肌束；主要药物结果来自人源组合体。
- 方法版本
- 2025 年人源运动神经球—骨骼肌组合体版本
- 实验形式
- 区域黏附修饰的开放式聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）芯片，使肌束两端固定、中央悬起，运动神经球在表面形成神经肌肉接头。
材料与平台
- 模型来源
- hiPSCs 为中科院细胞库 DYR0100；hSkM 为 Lifeline FC-0091。小鼠 C2C12 仅用于补充材料的成束测试。
- 干预对象
- 间歇性缺氧模型中比较 NAD⁺ 前体 NMN、NAMPT 激动剂 NAT 与 CD38 抑制剂 78c；分别检查 NAD⁺、氧化还原比值和 ATP。
- 功能检测
- MUSCLEMOTION 根据帧间像素强度变化计算运动幅度和达峰时间；分区微电极阵列（MEA）记录神经球及肌肉区域电活动，箭毒阻断帮助检查功能连接。
测量指标与分析
- MUSCLEMOTION 成像运动幅度与达峰时间
- 分区放电事件、幅度及同步性
- 呼吸链蛋白与酶活性
- NAD⁺、NADH、NAD⁺/NADH 与 ATP
转录组及呼吸链检测提出代谢目标，再比较三个 NAD⁺ 途径候选。功能损伤表型与药物代谢指标改善分别评价。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 人源组合体的缺氧表型与代谢干预概念验证。
- 测试范围
- Fig5 收缩/电活动 n = 4 个组合体；Fig6 转录组 IH 5/对照 4；蛋白 6 次、酶活性 3 次独立实验；各药物代谢指标为 3 次独立实验。
- 参照体系
- 常氧/缺氧；缺氧基础条件与 NMN、NAT、78c 处理；箭毒及不同刺激条件用于连接验证。
- 研究结果
- NAT 影响很小；78c 提高 NAD⁺ 并纠正 NAD⁺/NADH 比值，NMN 主要恢复 ATP。缺氧下神经区事件与幅度下降，肌肉区事件有上升趋势而幅度下降。
适用条件与研究局限
- 主要药物验证针对代谢指标，尚需评价收缩恢复、持续功能和患者疗效。
- 轴突向肌束深部延伸有限，平面 MEA 未覆盖全部三维电活动。
- 形成成功率是组织结构与稳定性指标，不是药效预测性能。
来源与原文
- Geometrically-engineered human motor assembloids-on-a-chip for neuromuscular interaction readout and hypoxia-driven disease modeling原始研究 · Nature Communications · 2025-09-30