بافت قلبی مهندسی شده از دهلیز رتی: مدل آزمایشگاهی جدید برای مطالعه زیست شناسی شریانی
تاریخ انتشار: جمعه 06 مهر 1397
| امتیاز:
بافت قلب مهندسی شده(EHT) از سلول های رتی، ابزار مفیدی برای مطالعه زیست شناسی بطن و بی خطر بودن داروهای قلبی است. از آن جایی که سلول های دهلیزی و بطنی به طور قابل توجهی متفاوت هستند، بافت قلبی مهندسی شده و سایر فرمت های کشت سلول سه بعدی تولید شده از سلول های بطنی، ارزش کمی برای مطالعه زیست شناسی دهلیزی دارند. امروزه، مدل های آزمایشگاهی قابل اتکایی که فیزیولوژی دهلیزی را منعکس کنند وجود ندارد. بنابراین، ما یک مدل بافت قلبی مهندسی شده جدید را با استفاده از سلول های دهلیزی رتی(بافت قلبی مهندسی شده دهلیزی، aEHT) برای ارزیابی فیزیولوژی، قابلیت انقباضی و پاسخ دارویی دهلیز ایجاد کردیم. سازه بافتی با توجه به بیان ژن، هیستولوژی، الکتروفیزیولوژی و پاسخ به داروهای خاص دهلیز ویژگی یابی شدند. ما ویژگی های عملکردی تیپیک بافت دهلیزی را در مدل ما مشاهده کردیم که از جمله آن ها می توان به مواردی مانند ضربان خودبخودی منظم با نیروی پایین، مدت زمان پتانسیل عمل کوتاه تر و انقباض و استراحت سریع تر در مقایسه با بافت قلبی مهندسی شده بطنی(vEHT) اشاره کرد. بیان ژن ها و پروتئین های خاص دهلیز بالا بود، در حالی که رونوشت های خاص بطن تقریبا وجود نداشت. داروی مختص دهلیزی کرباکول، اثر ایزوتروپیک و کرونوتروپیک منفی قوی روی تنها بافت قلبی مهندسی شده دهلیزی داشت. در مجموع، نتایج امکان استفاده از بافت قلبی مهندسی شده دهلیزی به عنوان یک مدل سه بعدی دهلیزی جدید و به عنوان معیاری برای مهندسی بافت با استفاده از کاردیومیوسیت های شبه دهلیزی مشتق از سلول بنیادی پرتوان القایی انسانی را نشان می دهد. بافت قلبی مهندسی شده دهلیزی به طور کامل فیزیولوژی دهلیزی را تقلید می کند و ممکن است برای مطالعه فیزیولوژی مولکولی دهلیزی در سلامتی و بیماری و هم چنین پاسخ های دارویی مفید باشد.
Basic Res Cardiol. 2018 Sep 3;113(5):41. doi: 10.1007/s00395-018-0701-2.
Rat atrial engineered heart tissue: a new in vitro model to study atrial biology.
Krause J1,2, Löser A2,3, Lemoine MD2,3,4, Christ T2,3, Scherschel K2,4, Meyer C2,4, Blankenberg S1,2, Zeller T1,2, Eschenhagen T2,3, Stenzig J5,6.
Abstract
Engineered heart tissue (EHT) from rat cells is a useful tool to study ventricular biology and cardiac drug safety. Since atrial and ventricular cells differ significantly, EHT and other 3D cell culture formats generated from ventricular cells have been of limited value to study atrial biology. To date, reliable in vitro models that reflect atrial physiology are lacking. Therefore, we established a novel EHT model using rat atrial cells (atrial EHT, aEHT) to assess atrial physiology, contractility and drug response. The tissue constructs were characterized with regard to gene expression, histology, electrophysiology, and the response to atrial-specific drugs. We observed typical functional properties of atrial tissue in our model such as more regular spontaneous beating with lower force, shorter action potential duration, and faster contraction and relaxation compared to ventricular EHT (vEHT). The expression of atrial-specific genes and proteins was high, whereas ventricle-specific transcripts were virtually absent. The atrial-selective drug carbachol had a strong negative inotropic and chronotropic effect on aEHT only. Taken together, the results demonstrate the feasibility of aEHT as a novel atrial 3D model and as a benchmark for tissue engineering with human induced pluripotent stem cell-derived atrial-like cardiomyocytes. Atrial EHT faithfully recapitulates atrial physiology and shall be useful to study atrial molecular physiology in health and disease as well as drug response.
PMID: 30178427