誘導多能干細胞(iPSCs)定向分化和自組織形成的,模擬真實心臟組織結構和部分功能的三維(3D)細胞模型。iPSCs源于成體細胞經過重編程技術轉化為具有與胚胎干細胞相似多能性的細胞,其在心血管研究中的應用極大推動了心臟類器官技術的發展。以下是關于鈞慧生物的心臟類器官的詳細介紹:
結構與功能模擬:
?多細胞組成:iPSC-COs包含心肌細胞、內皮細胞、成纖維細胞等多種心臟相關細胞類型,模擬真實心臟組織的細胞構成。?組織結構:類器官內部呈現類似于心肌束(myofibrils)、閏盤(intercalated discs)、血管結構等特征,形成一定程度的心臟組織樣結構。
?電生理活動:分化的心肌細胞能夠自發產生節律性收縮和電生理信號,表現出類似于心臟組織的電生理特性。
疾病建模:
?普通疾病:通過添加或改變環境,iPSC-COs可用于模擬心臟病,如心肌纖維化、心衰等,研究疾病發生機制、篩選治療藥物。
?復雜疾病模型:結合CRISPR/Cas9等基因編輯技術,可構建復合突變或表觀遺傳修飾的類器官,研究復雜疾病如心肌梗死、心力衰竭等的病理過程。
藥物篩選與毒性測試:
?高通量篩選:利用iPSC-COs平臺進行藥物篩選,評估候選藥物對心肌細胞功能、結構及信號通路的影響,預測藥物療效與安全性。
?個性化藥物篩選:基于患者特異性的iPSC-COs,可進行個體化藥物敏感性測試,為精準醫療提供依據。
再生醫學與移植研究:
?體外心肌修復:探討iPSC-COs在體外對損傷心肌的修復潛能,如促進心肌細胞增殖、減少瘢痕形成等。
?移植研究:評估iPSC-COs在動物模型中的移植效果,研究其在體內整合、功能恢復及免疫排斥等方面的表現,為未來的臨床應用鋪墊基礎。
心臟類器官中特異性基因表達上升
心臟類器官電生理學分析
模擬心臟結構
免疫熒光鑒定體外培養的心臟類器官具有心房,心室,心內外膜,血管等結構