著者は、材料の彼らの現物出資のためのアレッサンドラ・モレッティとデニス・シャーデに感謝しています。私たちは、実験薬理学およびUKEの毒性の部門でのiPSとEHTワーキンググループの素晴らしいサポートを認めます。著者の作品はDZHK（循環器病研究のためのドイツ語センター）と教育のドイツの研究省（BMBF）、ドイツの研究財団（DFGエス88 / 12-1、HA 3423 / 5-1からの助成金によってサポートされています）、研究中の動物の交換洗練＆リダクション（NC3Rsクラック-ITの助成金35911から259146）のために英国のナショナルセンター、英国心臓財団RM / 30157分の13、欧州研究評議会（アドバンスト・グラントIndivuHeart）、ドイツ心臓財団そしてFreieウントHansestadtハンブルク。

<ol>
	<li>Laverty, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+can+we+improve+our+understanding+of+cardiovascular+safety+liabilities+to+develop+safer+medicines?.">How can we improve our understanding of cardiovascular safety liabilities to develop safer medicines?.</a> Br J Pharmacol. 163 (4), 675-693 (2011).</li><li>Takahashi, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+mouse+embryonic+and+adult+fibroblast+cultures+by+defined+factors.">Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.</a> Cell. 126, 663-676 (2006).</li><li>Burridge, P. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+molecule+absorption+by+PDMS+in+the+context+of+drug+response+bioassays.">Small molecule absorption by PDMS in the context of drug response bioassays.</a> Biochem Biophysl Res Commun. , (2016).</li><li>Godier-Furn&#233;mont, A. F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiologic+force-frequency+response+in+engineered+heart+muscle+by+electromechanical+stimulation.">Physiologic force-frequency response in engineered heart muscle by electromechanical stimulation.</a> Biomaterials. 60, 82-91 (2015).</li><li>Eng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autonomous+beating+rate+adaptation+in+human+stem+cell-derived+cardiomyocytes.">Autonomous beating rate adaptation in human stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Nat Commun. 7, 10312 (2016).</li><li>Huebsch, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniaturized+iPS-Cell-Derived+Cardiac+Muscles+for+Physiologically+Relevant+Drug+Response+Analyses.">Miniaturized iPS-Cell-Derived Cardiac Muscles for Physiologically Relevant Drug Response Analyses.</a> Sci Rep. 6 (24726), 1-12 (2016).</li><li>Masumoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+myocardial+regenerative+potential+of+three-dimensional+engineered+cardiac+tissues+composed+of+multiple+human+iPS+cell-derived+cardiovascular+cell+lineages.">The myocardial regenerative potential of three-dimensional engineered cardiac tissues composed of multiple human iPS cell-derived cardiovascular cell lineages.</a> Sci Rep. 6 (29933), 1-10 (2016).</li><li>Ravenscroft, S. M., Pointon, A., Williams, A. W., Cross, M. J., Sidaway, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+Non-myocyte+Cells+Show+Enhanced+Pharmacological+Function+Suggestive+of+Contractile+Maturity+in+Stem+Cell+Derived+Cardiomyocyte+Microtissues.">Cardiac Non-myocyte Cells Show Enhanced Pharmacological Function Suggestive of Contractile Maturity in Stem Cell Derived Cardiomyocyte Microtissues.</a> Toxicol Sci. 152 (1), 99-112 (2016).</li><li>Zhang, J. H., Chung, T. D. Y., Oldenbutg, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Simple+Statistical+Parameter+for+Use+in+Evaluation+and+Validation+of+High+Throughput+Screening+Assays.">A Simple Statistical Parameter for Use in Evaluation and Validation of High Throughput Screening Assays.</a> J Biomol Screen. 4 (2), 67-73 (1999).</li><li>Vandenburgh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Durg-screening+platform+based+on+the+contractility+of+tissue-engineered+muscle.">Durg-screening platform based on the contractility of tissue-engineered muscle.</a> Muscle Nerve. 37 (4), 438-447 (2008).</li></ol>

IM、TEとAHはEHT Technologies GmbH社、ドイツの共同設立者です。

エンジニア心臓組織は、心血管研究のツールボックスに貴重なオプションを提供しています。 24ウェルフォーマットにおけるEHTsは、疾患のモデリング8、14、薬剤の安全性スクリーニング7、8、10、11、15、または基本的な心臓血...

例えば、薬物誘発性QT延長症候群のような心臓の副作用は、過去数年間にわたり、市場の撤退につながっています。統計は、すべての引き出しの約45％が心血管系1上の不要な影響によるものであることを示しています。高価な発達過程および承認した後に、この薬の失敗は、製薬会社にとって最悪のシナリオです。研究開発部門は、したがって、早期に不要な心血管系への影響の検出に焦点を当てています。経済的、倫理的な問題、動物実験を削減し、新しいin vitroスクリーニングアッセイでそれらを置き換えるための努力のために進行中です。 確立されたアッセイのセットは、米国食品医薬品局（FDA）と欧州医薬品庁（EMA）催不整脈薬の効果2の前臨床評価のためのガイドラインに含まれています。の分化に続いて体細胞を再プログラミングする技術人間の人工多能性幹細胞（hiPSC）は、この研究分野3を押し上げました。現在では、 インビトロでヒト心筋細胞の新薬候補をスクリーニングする可能性を提供し、種間の違いの問題を回避できます。最近の心臓分化プロトコル4、 図5は、倫理的な懸念せずに心筋細胞の無制限の供給を提供します。しかし、収縮力の測定は、心筋細胞の生体パラメータの中で最も重要かつ最も特徴付けられ、十分に確立されていません。これは、成人心筋細胞と比較して、ヒト人工多能性幹細胞由来の心筋細胞（hiPSC-CM）の相対的な未熟6に関連しています。可能な進歩は、単一のセル7（操作心臓組織、EHT）から3次元心臓組織を操作することです。 EHTプロトコルは単一のマウスまたはヒト心筋8を埋め込むことに基づいています</SUP&gt;、2つの可撓性ポリジメチルシロキサン（PDMS）ポスト24ウェル形式で11の間にフィブリンヒドロゲル9、10。数日以内に心筋細胞を単一細胞として自発的に収縮し始めると、セルラーネットワークを形成し始めます。 7-10日後、組織全体の巨視的収縮が表示されます。このプロセスの間に細胞外マトリックスは、直径と長さの減少につながる、改造されています。 PDMSの曲げEHT結果の短縮は、連続負荷に開発EHTで心筋細胞を施す、残りの間にも投稿してください。 EHTsは数週間にわたってauxotonic筋肉の収縮を実行し続けます。ヒトEHTsは、薬物スクリーニングおよび疾患モデリング7のためのそれらの適合性を示す生理学的および薬理学的刺激に対する応答を示します。 本稿では、我々はgeneratiための堅牢かつ簡単なプロトコルを提示します人間EHT、およびhERGチャネル阻害剤の存在下での収縮パターンの濃度依存性の変化を自動的に収縮分析の上。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>EHT analysis intrument</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>A0001</td>
			<td>Software is included</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EHT PDMS rack</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>C0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EHT PTFE spacer</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>C0002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EHT electrode</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>P0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EHT pacing adapter/cable</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>P0002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24-well-plate</td>
			<td>Nunc</td>
			<td>144530</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 well-cell culture plate</td>
			<td>Nunc</td>
			<td>140675</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml falcon tube, graduated&#160;</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>62,554,502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell scraper</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>831,830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinner flask</td>
			<td>Integra</td>
			<td>182 101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stirrer Variomag/ Cimarec Biosystem Direct&#160;</td>
			<td>Thermo scientific</td>
			<td>70101</td>
			<td>Adjust rotor speed to 40 rpm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T175 cell culture flask&#160;</td>
			<td>Sarstedt&#160;</td>
			<td>831,812,002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>V-shaped sedimentation rack&#160;</td>
			<td>Custom made at UKE Hamburg</td>
			<td>na</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10&#215; DMEM</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>52100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Thioglycerol&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>M6145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Phospho-L-ascorbic acid trisodium salt</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>49752</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Activin-A&#160;</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>338-AC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15510-019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aprotinin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A1153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aqua ad injectabilia</td>
			<td>Baxter GmbH</td>
			<td>1428</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 PLUS insulin&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17504-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BMP-4</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>314-BP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase II&#160;</td>
			<td>Worthington</td>
			<td>LS004176</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Biochrom</td>
			<td>F0415</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D4540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNase II, type V (from bovine spleen)</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>D8764</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dorsomorphin&#160;</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab120843</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA&#160;</td>
			<td>Roth</td>
			<td>8043.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal calf serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10437028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FGF2</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-104-921</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibrinogen (bovine)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F8630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Geltrex&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A1413302</td>
			<td>For coating: 1:200 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS w/o Ca2+/Mg2+&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14175-053</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES&#160;</td>
			<td>Roth</td>
			<td>9105.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Horse serum</td>
			<td>Life technologies</td>
			<td>26050088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human serum albumin&#160;</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>05-720-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin, human</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>I9278</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25030-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipidmix&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>L5146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>354234</td>
			<td>For EHT reconsitutionmix.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Benzyl-p-Toluenesulfonamide</td>
			<td>TCI</td>
			<td>B3082-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS w/o MgCl2/CaCl2</td>
			<td>Biochrom</td>
			<td>14190</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F-127&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P2443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyvinyl alcohol&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P8136</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21875</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium selenite</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S5261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TGF&#223;1</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>100-21</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thrombin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T7513</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transferrin&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T8158</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Y-27632</td>
			<td>Biorbyt</td>
			<td>orb6014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hiPSC</td>
			<td>Custom made at UKE hamburg</td>
			<td>na</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iCell cardiomyocytes kit</td>
			<td>Cellular Dynamics International</td>
			<td>CMC-100-010-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluricyte cardiomyocyte kit</td>
			<td>Pluriomics</td>
			<td>PCK-1.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cor.4U - HiPSC cardiomyocytes kit</td>
			<td>Axiogenesis AG</td>
			<td>Ax-C-HC02-FR3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellartis cardiomyocytes</td>
			<td>Takara Bio USA, Inc.</td>
			<td>Y10075</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated contraction analysis of human engineered heart tissue for cardiac drug safety screening

心臓組織工学は、三次元力発生工学的組織を構成する技術が記載されています。基礎研究および前臨床医薬品開発におけるこれらの手順の実装のために、標準化された条件下での自動生成および解析のためのプロトコルを開発することが重要です。ここでは、異なる種（ラット、マウス、ヒト）の心筋細胞からエンジニア心臓組織（EHT）を生成する手法を提示します。技術は、24ウェルフォーマットで弾性ポリジメチルシロキサン（PDMS）ポスト間解離、心筋細胞を含むフィブリンゲルのアセンブリに依存しています。三次元の、力発生EHTsは、鋳造後2週間以内に構成します。この手順では、週に数百EHTsの生成を可能にし、技術的に心筋細胞の利用可能性によってのみ制限される（0.4〜1.0×10 6 / EHT）。 auxotonic筋収縮の評価はmechanで変性インキュベーションチャンバーで行われますiCalの24ウェルプレートのためのインターロックと、このチャンバの上に配置カメラ。ソフトウェアは、カメラが各EHTにXYZ軸システムに移動制御します。 EHT収縮は、自動図形認識アルゴリズムによって検出され、そして力がEHTの短縮及びPDMSポストの弾性性質および形状に基づいて算出されます。この手順は、標準化された無菌条件下でEHTの高い番号の自動分析が可能になります。心筋細胞の収縮に対する薬物効果の確実な検出は、心臓薬の開発や安全性薬理のために重要です。私たちは、それが心臓の薬の安全性スクリーニングのための有望なツールであることを示す、人間EHTシステムは、人間の心臓の収縮速度で薬物応答を複製することを、hERGチャネル阻害剤E-4031の例を、示しています。

EHTの心臓分化と準備 HiPSCは、成長因子低減基底膜マトリックス上に展開EDTA、一晩スピナーフラスコに形成された胚様体（EB）を用いて解離させました。 3日間、中胚葉誘導後、心臓分化はのWnt阻害剤で開始しました。分化プロトコルの〜17日後、拍動EBをコラゲナーゼタイプII（ 図1）を用いて単一細胞に分離し?...

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Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening

人工多能性幹細胞（hiPSC）が心筋細胞に由来からここでは、人間工学的心臓組織の生成を示しています。我々は、hERGチャネル阻害剤E-4031によって収縮力と収縮パターンの典型的な変化を分析するための方法を提示します。この方法は、心臓薬物スクリーニングのための堅牢性と適合性の高いレベルを示しています。

心臓医薬品安全性スクリーニングのための人間エンジニア心臓組織の自動収縮分析

Cardiac tissue engineering describes techniques to constitute three dimensional force-generating engineered tissues. For the implementation of these ...

automated-contraction-analysis-human-engineered-heart-tissue-for

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Cardiovascular Drugs: Antiarrhythmic and Heart Failure Drugs

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12.5K ビュー.  University Medical Center Hamburg-Eppendorf and DZHK (German Center for Cardiovascular Research). 人工多能性幹細胞（hiPSC）が心筋細胞に由来からここでは、人間工学的心臓組織の生成を示しています。我々は、hERGチャネル阻害剤E-4031によって収縮力と収縮パターンの典型的な変化を分析するための方法を提示します。この方法は、心臓薬物スクリーニングのための堅牢性と適合性の高いレベルを示しています。 