人类心脏芯片模型模拟了透支功能障碍的结构和功能特征,并揭示了老化药物的有益作用
Omar Mourad1, Stéphane Masse2, Tasnia Subha2
1Toronto General Hospital Research Institute, University Health Network, Toronto, Canada M5G 2C4; Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto, Toronto, Canada M5S 3G9.
研究人员开发了一个人类心脏芯片模型,用于扩张功能障碍 (DD),这是心力衰竭的关键特征,具有保存的射出分数 (HFpEF). 该模型表明,老化药物部分逆转了DD,为药物发现提供了一个新的平台.
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
- 干细胞生物学 干细胞生物学
背景情况:
- 扩张功能障碍 (DD) 是心力衰竭的关键组成部分,具有保存的喷射分数 (HFpEF).
- 现有的体外模型不能完全回顾人类DD的复杂性.
- 需要先进的平台来研究DD机制和选疗法.
研究的目的:
- 为了生成一个与人类相关的心脏芯片 (HOC) 模型的腹功能障碍 (DD).
- 研究特定药物治疗对诱导的DD表型的影响.
- 为DD研究和药物发现建立一个新的平台.
主要方法:
- 在HOC Biowire装置中使用人类多能干细胞衍生的心肌细胞 (hPSC-CMs) 和心脏纤维细胞来设计心脏微组织.
- 使用内素-1 (ET-1) 和转化生长因子β-1 (TGF-β) 诱导DD.
- 评估了收缩功能,被动张力,心肌细胞大小,纤维化和处理;药物治疗包括empagliflozin,dasatinib + quercetin (D + Q) 和ranolazine (RAN).
主要成果:
- HOC模型成功地复制了DD的关键特征,包括增加的被动张力,心肌细胞缩,纤维化,处理受损,放松缓慢,并保留了活性力.
- 恩帕格利弗洛辛对DD表型没有影响.
- 达沙替尼 + 奎尔塞丁 (D+Q) 和 罗纳拉 (RAN) 在HOC模型中部分逆转了DD特征.
结论:
- 开发的HOC模型为研究透缩功能障碍提供了一个强大的与人类相关的平台.
- 该模型总结了DD的关键病理特征,可用于评估治疗干预措施.
- 通过D+Q的DD的部分逆转突显了老化药在治疗这种疾病方面的潜力,并验证了药物查模型.
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