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Cell:为实验室培养的心脏细胞开发出“训练健身房”

来源:本站原创 2019-01-26 23:44

2019年1月26日/生物谷BIOON/---心肌细胞需要锻炼,即使它们在体外培养,也是如此。在一项新的研究中,来自加拿大多伦多大学的研究人员设计出一种新设备,它使用一种严格的训练方案来培养少量的心脏组织并测量它的跳动强度。这种平台非常适合测试潜在药物分子的影响,并且可能有助于让个性化医疗更接近现实。相关研究结果于2019年1月24日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“A Platform for Generation of Chamber-Specific Cardiac Tissues and Disease Modeling”。
图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2018.11.042。

论文共同通讯作者Milica Radisic教授说,“许多潜在的新药物因存在毒性问题而遭遇失败,而且心脏毒性是一个大问题。人们能够利用在培养皿中培养的心脏细胞测试潜在的药物,但是这些细胞与真实心脏中的细胞看起来并不相同,因此无法获得更多的有关它们的实际心脏功能的信息。”

Radisic和她的合作者开发的设备能够让实验室培养的细胞和组织形成更接近于人体中的三维形态。五年前,他们开发出Biowire,即一种在丝缝线周围培养心脏细胞的平台。通过给这些细胞提供电流脉冲,这种装置让它们伸长并变得更像成熟的人心脏细胞。

这项新的研究描述了一种称为Biowire II的新平台。它含有两条相距3毫米的由弹性聚合物制成的的导线。心脏细胞在这两条导线之间形成一小块组织。每次这些细胞收缩时,它们都会让这两条导线发生弯曲。通过测量这两条导线的偏转程度,这些研究人员就能够确定这种收缩的力量。

论文第一作者、Radisic实验室博士生Yimu Zhao说,“这种平台的优势在于它通过研究收缩力量和其他关键的功能性读出值告诉我们一种给定的药物分子如何影响心输出量。它是让心脏变弱还让心脏变得更强大?这将有助于发现治疗心脏病的新药,而且也会排除对心脏产生不良影响的药物。”

正如最初的Biowire一样,电脉冲被用来模拟锻炼并“训练”心脏细胞。Zhao说,他们已优化了这种训练方案,并且在短短六周内制造出比Biowire更接近于生命的组织。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Yimu Zhao et al. A Platform for Generation of Chamber-Specific Cardiac Tissues and Disease Modeling. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2018.11.042.
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