无血清优化心脏类器官的炎症松弛与内皮素药理评价
用含内源血管细胞的人心脏类器官测量炎症相关松弛延迟，比较内皮素受体拮抗剂。
用途与模型
- 研究用途
- 为候选药物评价建立人源多细胞炎症心脏功能模型，分开收缩力、频率与松弛终点。
- 模型与细胞来源
- 人多能干细胞来源心肌、基质、内皮/周细胞及表面心外膜相关群，HES3/AA/H9 三细胞系。
- 方法版本
- 2023 年图 5 的单次心脏预分化、无血清优化版本
- 实验形式
- 96 孔 Heart-Dyno 几何约束三维组织，通过支柱偏转计算功能；没有灌流器官芯片结构。
材料与平台
- 培养版本
- 图 5 的观察范围为第 0–28 天：第 15 天形成组织后，经历 2 天无血清形成期、5 天成熟培养和 6 天过渡培养。FGF-2 与 PDGF-BB 支持内源血管相关细胞。
- 炎症与比较
- 细胞因子风暴（cytokine storm，CS）样刺激；内皮素-1 与去甲肾上腺素比较收缩和松弛，波生坦与西他生坦比较基线及 CS 反应。
- 药物范围
- 基线比较两药均使用 10 μM；CS 条件下波生坦测试 1、3、10 μM，西他生坦测试 3、10 μM。
测量指标与分析
- 内皮网络及细胞分布
- 主动收缩力
- 搏动频率
- 峰值至 50% 松弛时间 Tr50
炎症条件下的功能先按处理前状态及对应对照标准化；类器官数、细胞系数和独立实验次数分别登记。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 在同一无血清优化模型中，分别比较无刺激与 CS、两类配体及两种拮抗剂，测量收缩力、搏动频率和松弛时间。
- 测试范围
- 3 株细胞系用于 CS 表型比较；图 5K 每组包含 4–24 个类器官，最高药物浓度的 CS 共处理组来自 3–4 次实验，配体比较使用各自子集。
- 参照体系
- 相应未刺激、无拮抗剂对照；内皮素-1 与去甲肾上腺素的功能差别。
- 研究结果
- CS 与内皮素-1 延长松弛，去甲肾上腺素提高力/频率但不延长松弛；波生坦/西他生坦降低基线及 CS 松弛时间。
适用条件与研究局限
- 血管结构尚不成熟，细胞组成难精确调整。
- 固定几何不适合反映需要形态改变的某些先天性心脏缺陷。
- 额外加入人胎儿心脏成纤维细胞未增强功能，反而观察到功能下降与心律失常。
来源与原文
- Vascular cells improve functionality of human cardiac organoids原始研究 · Cell Reports · 2023-04-26