芯片上的肌肉为心脏干细胞治疗提供了见解

根据一项研究，干细胞来源的心肌细胞可能无法有效地替代受损的心脏组织，因为它们收缩不够强烈细胞生物学杂志。Yvonne Aratyn-Schaus和Francesco Pasqualini及其同事的研究“在体外心脏细胞治疗模型中耦合原代和干细胞来源的心肌细胞”，可能有助于解释为什么到目前为止，基于干细胞的治疗在临床试验中对心脏病患者的益处有限。

用干细胞替代受损细胞的可能性心多年来，心脏病发作后的组织一直吸引着研究人员。虽然干细胞移植到病人体内可以发展成心肌细胞(心肌细胞)，并与未受损区域整合心脏组织在美国，一些临床前研究和临床试验未能发现心脏收缩功能的显著改善。

对此的一种解释可能是，机械力没有在新的、源自干细胞的心肌细胞和旧的、存活的心肌细胞之间正确地传递。病人心肌细胞交换的机械力是无法测量的。因此，由哈佛大学Kit Parker教授领导的研究团队开发了一个简化的体外系统，将小鼠分离出的单个心脏细胞与单个干细胞衍生的心肌细胞结合，形成一个双细胞“微组织”，研究人员称之为“肌肉芯片”。

通过这种方法，帕克实验室的博士后研究员和该研究的共同第一作者Pasqualini和aratynschaus发现，干细胞来源的心肌细胞可以在结构上偶联，并与小鼠心肌细胞同步跳动。然而，干细胞衍生的肌细胞收缩不如它们的伴侣强烈，这种不平衡导致了细胞传递机械力对他们周围的环境，而不是彼此。

计算机模拟显示，由干细胞来源的心肌细胞和天然心肌细胞产生的不平等的力足以诱导细胞粘附的形成，从而将力分散到细胞周围。计算机模型还表明，人类心肌细胞的行为可能也类似。

因此，低效的力传递可能解释了为什么干细胞移植在恢复正常心脏功能方面有些无效。Parker和他的同事们的肌肉芯片技术应该可以帮助研究人员开发出改善干细胞衍生的心肌细胞与存活心脏组织的机械耦合的方法。

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