通过基于光的3D打印来调节水凝硬度,以模仿心脏纤维化和心肌细胞功能障碍,使用hiPSC衍生的细胞

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 心血管研究研究心血管研究
• 再生医学是一种再生医学.

背景情况:

• 人类心脏的再生能力有限,阻碍了心血管疾病 (CVD) 的治疗.
• 心脏纤维化,以过多的痕组织和细胞外矩阵 (ECM) 重塑为特征,导致心脏硬,心脏输出减少和潜在的心力衰竭.
• 激活的心脏纤维细胞驱动失调的ECM沉积,细胞基质的刚性会影响它们的激活.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的心脏纤维化临床前模型,准确地回顾激活心脏纤维细胞的行为.
• 为了研究基质刚度在心脏纤维细胞激活中的作用.
• 在纤维化模型中评估激活心脏纤维细胞对心肌细胞功能的影响.

主要方法:

• 利用人类诱导的多能干细胞 (hiPSC) 衍生的心脏纤维细胞 (HCF).
• 使用剂量控制数字光处理 (DLP) 制造的3D打印水凝具有可调节的刚度.
• 在这些水凝上培养HCF并评估TGFβ和无TGFβ的激活,并与hiPSC衍生的心肌细胞共同培养.

主要成果:

• 3D打印的水凝模型在没有TGFβ的情况下诱导了HCF激活,超过了标准组织培养板上看到的激活水平.
• 与TGFβ结合的更硬的水凝成功模仿了本地心脏组织纤维细胞激活.
• 在模型中激活的HCFs损害了心肌细胞功能,反映了心脏纤维化的影响.

结论:

• 使用hiPSC衍生的心脏纤维细胞的新型,可调节的3D生物打印模型可以有效模拟心脏纤维化.
• 该模型为了解纤维细胞激活机制和开发针对心脏纤维化和心血管疾病的向治疗提供了一个强大的工具.
• 该模型证明了激活心脏纤维细胞对心肌细胞功能的有害影响,这对于研究纤维化相关心脏功能障碍至关重要.