如何进行心肌细胞收缩力测定-SmartHeart：在单次测定中实现突破性的读数数量

️培养您的细胞-让它们跳动-测量

SmartHeart 平台是获取基于收缩力的读数和光学映射的最简单心脏类器官

SmartHeart 是一种️3D 心脏检测工具，它能够在一个平台上实现基于源自 hiPSC 和人类成纤维细胞的心肌细胞的功能性心脏类器官的自组装和成熟，以及相关读数的获取。

水凝胶具有光学透明性，能够对组织进行高分辨率成像，并通过光学映射观察离子交换。

水凝胶形状提供了一种微环境，使细胞能够在数小时内沉淀并聚集成一个跳动的环。它可以用来测试新化合物或评估针对其他类型病理的药物的毒性，因为它可以简单地缩放以适应 HTS 和 HCS 要求。

️> 即用型

将细胞直接接种在微结构板上

️> 圆环形 3D 形态模拟心脏生理学

特定圆环形状可促进组织成熟，同时实现广泛的测试

️> 单次测定中可读取多个关键数据

量化收缩应力和应变、搏动频率和搏动幅度、收缩速度和离子交换、观察组织形态和细胞内组织等。

️> 可预测位置且易于成像

组织位于可预测的位置，从而实现自动图像采集（明场、荧光、相衬等）

️ > 可调节基底刚度

控制基质硬度，模拟您细胞类型的体内环境（5 kPa 至 20 kPa）

️圆形 3D 形态 有望成为更好的心脏生理模型

巴黎心血管研究中心（巴黎蓬皮杜欧洲医院）心力衰竭转化研究实验室 Jean Sébastien HULOT 教授团队提供，请参阅相关出版物： A versatile high-throughput assay based on 3D ring-shaped cardiac tissues generated from human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes

️高分辨率成像、 组织形态和细胞内成像

14 天后对组织进行免疫荧光成像。使用共聚焦显微镜进行 Z 扫描。通过在 iPSC-CM 下方形成结构层，添加成纤维细胞来为组织提供稳定性。

数据来自Seguret 等人。eLife 12:RP87739（2023）。

️技术的工作原理和特点：

由于水凝胶的机械性能是已知的，并且可以进行调整以匹配细胞模型，因此可以通过中心柱的变形来评估基于收缩性的参数。

负责环状类器官形成的结构化水凝胶的工作原理图。

️>细胞培养基质基于生物相容性的聚乙二醇 (PEG) 水凝胶，其模制微孔包含中心柱。

️>水凝胶具有细胞排斥性，可防止细胞粘附到基质上。

️>微孔的倾斜壁（漏斗形）允许细胞被引导至圆形腔，从而减少接种过程中丢失的细胞数量。

️>环形类器官在培养基交换、添加药物等过程中保持原位。这是因为微孔底部由玻璃制成，使类器官能够固定在该区域。此外，中心支柱具有“s”形轮廓，可防止环因收缩而向上滑动。

️>水凝胶的柔软性质（5 kPa 至 20 kPa）使得能够通过中心柱的变形来量化收缩力。

️>可以根据现有的细胞模型调整凝胶硬度。

️>细胞培养基质与图像采集兼容，因为细胞接种在仅由玻璃组成的区域，细胞周围的 PEG 水凝胶是透明的，并且使用 #1.5 玻璃（适合大多数物镜）。

️>所用细胞是来自 hiPSC 和成纤维细胞的心肌细胞。

智能[收缩]技术方案：

使用高分辨率铣削制造的模具，在生物相容性水凝胶（聚乙二醇-PEG）上塑造用于细胞培养的环形腔。

️分析软件：

可使用公司开发的软件对基于收缩性的读数进行评估。

可以使用普通明视野显微镜记录收缩环状组织的视频。帧速率应至少为 30 fps，分辨率应高于 500 x 500 像素。

通过对此类视频的分析，软件确定了以下参数：

>跳动频率

>收缩幅度

>收缩应变

>收缩速度

>收缩应力

️组织的组装和成熟

数据来自Seguret 等人。eLife 12:RP87739（2023）。

️药物测试示例

数据来自Seguret 等人。eLife 12:RP87739（2023）。

️应用

药物研发

️> 肌肉萎缩

️> 新陈代谢

疾病模型

️> 肌肉疾病

️> 神经肌肉疾病

️> 代谢紊乱

️>肌肉纤维化

心脏毒性研究

世联博研北京公司提供，问题可咨询：010-67529703，13060393900。