iPSC 心脏芯片的多细胞药物反应比较
在心肌—成纤维细胞共同培养基础上加入内皮层，结合视频搏动与结构检测比较两种药物反应。
用途与模型
- 研究用途
- 分析内皮微环境对心肌功能和药物损伤的影响。
- 模型与细胞来源
- 同一人 iPSC 系衍生心肌细胞（CM）、心脏成纤维细胞（CF）和内皮细胞（EC）；CM∶CF 为 90∶10，EC 位于 PET 膜另一面。
- 方法版本
- 2026 年同系 CM/CF/EC 膜分隔灌流模型
- 实验形式
- COP 双腔芯片、可更换 PET 膜及共同培养灌流；ISO 1 μM/1 h、DOX 1 μM/24 h。
材料与平台
- 细胞与支撑
- 同系三类细胞、心肌侧 laminin 521 与内皮侧 fibronectin；CF 传代与表型需要控制。
- 培养器件
- COP 上下板、PTFE 间隔层、0.4 μm PET 多孔膜和泵驱动底部通道。
- 检测与分析
- CytoSMART 显微视频、OpenHeartWare/MuscleMotion、肌节及 VE-cadherin 染色，另作内皮屏障检测。
测量指标与分析
- 搏动频率
- 峰间间隔与收缩/舒张时序
- 肌节长度与排列
- 内皮连接
- 细胞存活率
药物处理前后配对视频比较；再比较有/无 EC 配置，结构和内皮损伤单独分析。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 同源 CM/CF 与 CM/CF/EC 配置分别给予 ISO 和 DOX。
- 测试范围
- 图 6/7 搏动分析 N=3 个独立实验，CM+CF n=5、CM+CF/EC n=6 个技术重复；肌节图 N=3、n≥10，单位不同。
- 参照体系
- 处理前基线及有/无 EC；结构染色另有未处理对照。
- 研究结果
- ISO 提高两配置搏动频率；DOX 在无 EC 条件下降约 72%，含 EC 保留较多搏动和肌节，同时 EC 连接受损。
适用条件与研究局限
- 单一 iPSC 系和 2 种药物，未建立广谱临床预测性能。
- 视频检测未直接测量电生理或收缩力。
- EC 保护的暴露与旁分泌贡献尚未分离；二维预试验 IC50 不属于芯片性能。
来源与原文
- A Tri‐Culture Heart‐on‐a‐Chip Platform With iPSC‐Derived Cardiac Cells for Predictive Cardiotoxicity Testing原始研究 · Advanced Healthcare Materials · 2026-02-03