マイクロ流体プラットフォーム内での3D組織化ヒト心臓組織の開発

世界的に主要な死因は心血管疾患(CVD)として持続する。しかし、心筋の生理学的および生物学的複雑さをモデル化することは、心筋、 インビトロ で達成することは悪名高い困難である。主に、障害は、大人であるか、または成人のような型を示し、心筋の細胞複雑さと複雑な3Dアーキテクチャをうまく再現できる人間の心筋細胞(CM)の必要性にあります。残念ながら、倫理的な懸念と利用可能な一次患者由来のヒト心臓組織の欠如のために、CMの最小限の増殖と組み合わせることで、実行可能なヒトCMの調達は心臓組織工学の限界ステップであった。この目的のために、ほとんどの研究はヒトCMの主要な供給源としてヒト誘導多能性幹細胞(hiPSC)の心臓分化に移行し、心臓組織モデリングのための インビトロ アッセイ内にhiPSC-CMを広く組み込むことになった。

本研究では、マイクロ流体装置内で3D成熟した幹細胞由来ヒト心臓組織を開発するためのプロトコルを示す。HiPSC由来のCMから3D インビトロ 異方性心臓組織オンチップモデルの生産を具体的に説明し、視覚的に実証する。我々は、主にCMに対して選択する精製プロトコル、ヒトCF(hCF)とCMを混合することによって定義された比率を有する細胞の共培養、およびコラーゲンベースのヒドロゲル内でのこの共培養の停止を記述する。我々はさらに、周囲の細胞とヒドロゲルマトリックスの高度な整列を誘導する表面地形として機能するずらした楕円マイクロポストを埋め込んだ、明確に定義されたマイクロ流体装置内の細胞を含むヒドロゲルの注入を実証し、天然心筋のアーキテクチャを模倣する。我々は、提案された3D異方性心臓組織オンチップモデルが基礎生物学研究、疾患モデリング、およびスクリーニングツールとしての使用を通じて、医薬品試験に適していると考える。