心脏细胞中围细胞氧的高通量光学传感:系统表征,校准和测试

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 干细胞生物学 干细胞生物学
• 心血管研究研究心血管研究

背景情况:

• 人类诱导的多能干细胞衍生心肌细胞 (hiPSC-CMs) 是人类生理学的重要模型.
• 在临床前格式的hiPSC-CM中缺乏高通量 (HT) 氧气消耗研究.
• 光学氧气传感为细胞呼吸监测提供了一种非侵入性方法.

研究的目的:

• 为了描述和验证HT的新系统,长期光学测量周细胞氧.
• 为了评估hiPSC-CMs和心脏纤维细胞中的氧气动态,在96孔板上.
• 确定该系统对研究细胞代谢和hiPSC-CM成熟的有用性.

主要方法:

• 使用了激光切割的氧气传感器,在玻璃底96井板中使用了染料.
• 采用比度光学测量与光线曝光优化氧量测量.
• 经过验证的氧气测量与克拉克电极数据相对应,并评估了pH效应.

主要成果:

• 该系统准确地测量了细胞周氧气的动态变化.
• hiPSC-CMs表现出快速氧气耗尽 (<5%在3-10小时内) 与不同的稳定状态动态.
• 心脏纤维细胞表现出更慢的氧耗和更高的稳定状态氧水平.

结论:

• 经过验证的HT光学系统为长期*体外*氧气监测提供了强大的工具.
• 这项技术有助于研究细胞的氧气消耗,代谢干扰和hiPSC-CM成熟.
• 该系统适用于使用心脏细胞模型进行临床前研究.