融合心肌球状体的节律与氧响应验证
测量芯片内定向组织的电刺激跟随与局部氧变化。
用途与模型
- 研究用途
- 建立心肌代谢与后续药物评价的功能测量基础。
- 模型与细胞来源
- 人诱导多能干细胞（iPSC）心肌与人皮肤成纤维细胞起始 3:1，约 150 μm 球状体融合。
- 方法版本
- 原研究所载版本
- 实验形式
- 灌流心脏芯片，光学氧传感点及视频运动分析。
材料与平台
- 培养
- 芯片内约 24 小时融合，培养液通道 50 μL/h 灌流，37 °C/5% CO2。
- 节律
- 第 5 天 0.3–2.0 Hz 分步刺激，同步视频提取收缩/舒张及实际搏动频率。
- 氧响应
- 两份组织 0.7/1.0/1.2/1.5 Hz 交替刺激各 10 分钟，间隔 30 分钟，3 轮；另有空芯片持续和刺激对照。
测量指标与分析
- 组织排列及搏动
- 节律跟随上限
- 局部氧分压相对变化
- 空芯片信号稳定性
局部氧分压变化按未刺激状态及充分含氧状态归一化，使用空芯片对照检验背景信号；当前结果以相对氧变化报告。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 比较刺激频率下的组织功能与传感信号。
- 测试范围
- 图 4 节律 4 份组织；图 5 氧响应两份组织重复 3 轮。
- 参照体系
- 未刺激组织与空芯片。
- 研究结果
- 受测组织均跟随至 1.5 Hz；刺激期间氧分压下降，停止后回升，变化随频率增大。
适用条件与研究局限
- 皮肤成纤维细胞，后续需要更相关的心脏非心肌组分。
- 长期刺激尚未验证。
- 由不同传感点的信号计算定量耗氧，需要进一步逐点校准。
来源与原文
- Fusing spheroids to aligned μ-tissues in a heart-on-chip featuring oxygen sensing and electrical pacing capabilities.原始研究 · Materials Today Bio · 2022-05-07