研究思路：

通過將定向細胞分化與電場調(diào)節(jié)相結(jié)合，設計了具有腔室特異性藥物反應和基因表達的電生理學上不同的心房和心室組織，通過研究其收縮力量和其它關(guān)鍵的功能指標來確定藥物分子對心輸出量的影響。

研究方法：

1 制作Biowire II平臺及PoMaC聚合物線（圖1 A）。

2 制備水凝膠與心肌細胞混合物，將其置至Biowire平臺培養(yǎng)，形成工程心臟組織（圖1 B、C、D、E）。

圖1 工程心臟組織構(gòu)建

3 對心臟組織施加電刺激進行培養(yǎng)。

4 對心房和心室組織進行RNA測序，檢測基因表達。

5 利用CellScale的Microsquisher微力測試儀測定PoMaC合物線的彈性模量（圖2），并進行有限元建模，來模擬聚合物線的力學行為。

圖2 聚合物線力學性質(zhì)檢測

6 測量心臟組織的主動力和被動力

7 藥物測試、鈣離子電鏡觀察、免疫熒光檢測及數(shù)據(jù)分析。

結(jié)論：

開發(fā)了不依賴于細胞來源的可擴展組織培養(yǎng)平臺，能在電起搏的情況下進行藥物測試，非侵入式在線記錄被動張力、主動力、收縮動態(tài)和Ca2+信號，以及動作電位和傳導速度。

利用此平臺，結(jié)合細胞定向分化和電場調(diào)節(jié)，構(gòu)建了不同心房和心室末端的異極性心臟組織。這些組織的基因表達和藥物應答具有腔室特異性，對血清素和雷諾拉嗪的反應不同。此外，對患者細胞進行長達8個月的電子調(diào)節(jié)還能夠模擬多基因左心室肥大癥。