赛博格小岛:植入的柔性电子揭示了人类小岛电力成熟的原理

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
• 电子生理学 电子生理学

背景情况:

• 慢性电生理学研究需要稳定,长期监测组织功能.
• 了解胰腺小岛的成熟是开发有效糖尿病治疗的关键.
• 人类干细胞衍生小岛的器官生成为研究小岛发育提供了一个模型.

研究的目的:

• 在器官生成过程中将可伸缩的电子产品集成到人类干细胞衍生的胰腺小岛中.
• 为了研究单细胞的电生理成熟和几个月的刺激合动态.
• 揭示电气发展的原则,以改善体外小岛的功能.

主要方法:

• 在人体干细胞衍生的胰腺小岛器官生成过程中整合类似组织的可拉伸电子产品.
• 长期 (几个月) 稳定跟踪单细胞细胞外尖峰爆发动态.
• 适应神经分类方法来分析类似细胞的α (SC-α) 和β (SC-β) 的电生理模式.

主要成果:

• 根据葡萄糖值确定了SC-α和SC-β细胞的成熟度依赖的电气模式和两个不同的电气状态.
• 观察到,增强的激素刺激能力与在低基底激发状态下增加的SC-α/β细胞相关,与代谢基因上调相关.
• 证明荷尔蒙分泌中的昼夜节律反映了细胞水平电活动中的协调振荡,这表明它在系统级反应中发挥了作用.

结论:

• 赛博格岛屿揭示了胰腺岛屿中电成熟和细胞间通信的原理.
• 昼夜节律在协调系统级刺激合反应方面发挥着重要作用.
• 这些发现对于创建用于研究和治疗应用的功能性体外岛屿至关重要.