Электро

Блог

ДомДом / Блог / Электро

Aug 18, 2023

Электро

Nature Biomedical Engineering (2023)Процитировать эту статью 1497 обращений 111 деталей альтметрических показателей Изучению физиологии сердца препятствуют физиологические различия между людьми и

Природная биомедицинская инженерия (2023 г.) Процитировать эту статью

1497 доступов

111 Альтметрика

Подробности о метриках

Изучению физиологии сердца препятствуют физиологические различия между людьми и моделями мелких животных. Здесь мы сообщаем о создании многокамерных васкуляризированных сердечных органоидов человека с автоматическим темпом, образующихся в условиях анизотропного стресса, и их применимости для изучения сердечной аритмии. Датчики, встроенные в сердечные органоиды, позволяли одновременно измерять поглощение кислорода, потенциалы внеклеточных полей и сердечные сокращения с разрешением выше 10 Гц. Эта микрофизиологическая система выявила сердечные дыхательные циклы частотой 1 Гц, которые связаны с электрической, а не с механической активностью кардиомиоцитов. Эта электромитохондриальная связь была вызвана митохондриальными колебаниями кальция, управляющими дыхательными циклами. Фармацевтическое или генетическое ингибирование этой связи приводит к аритмогенному поведению. Мы показываем, что химиотерапевтический митоксантрон вызывает аритмию за счет нарушения этого пути, и этот процесс можно частично обратить вспять при одновременном применении метформина. Наши микрофизиологические сердечные системы могут еще больше облегчить изучение митохондриальной динамики сердечных ритмов и улучшить наше понимание физиологии сердца человека.

Это предварительный просмотр контента подписки, доступ через ваше учреждение.

Доступ к журналу Nature и 54 другим журналам Nature Portfolio.

Приобретите Nature+, нашу выгодную подписку с онлайн-доступом.

29,99 долларов США / 30 дней

отменить в любое время

Подпишитесь на этот журнал

Получите 12 цифровых выпусков и онлайн-доступ к статьям.

79,00 долларов США в год

всего $6,58 за выпуск

Возьмите напрокат или купите эту статью

Цены варьируются в зависимости от типа статьи

от$1,95

до$39,95

Цены могут зависеть от местных налогов, которые рассчитываются во время оформления заказа.

Данные секвенирования доступны в NCBI GEO под номером доступа GSE234907. Данные для рисунков приведены в настоящем документе. Все данные, подтверждающие результаты этого исследования, доступны в документе и его дополнительной информации. Исходные данные приведены в статье.

Специальное программное обеспечение для анализа доступно по адресу https://github.com/mohammadghosheh95/Heart-on-a-Chip.

Бенджамин, Э.Дж. и др. Обновление статистики сердечно-сосудистых заболеваний и инсультов за 2017 год: отчет Американской кардиологической ассоциации. Тираж 135, е146–е603 (2017).

Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

Бенджамин, Э.Дж. и др. Обновление статистики сердечно-сосудистых заболеваний и инсультов за 2019 год: отчет Американской кардиологической ассоциации. Тираж 139, e56–e528 (2019).

Статья PubMed Google Scholar

Фрайар, К.Д., Чен, Т.С. и Ли, К. Распространенность неконтролируемых факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний: США, 1999–2010 гг. Краткий обзор данных NCHS 103, 1–8 (2012).

Хуч М., Кноблих Дж. А., Лютольф М. П. и Мартинес-Ариас А. Надежда и ажиотаж вокруг исследований органоидов. Развитие 144, 938–941 (2017).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Бертеро Э. и Маак К. Метаболическое ремоделирование при сердечной недостаточности. Нат. Преподобный Кардиол. 15, 457–470 (2018).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Розано, Г.М. и Витале, К. Метаболическая модуляция сердечного метаболизма при сердечной недостаточности. Карта. Неудача. Ред. 4, 99–103 (2018).

Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

Донер В., Френно М. и Анкер С.Д. Метаболические нарушения при сердечной недостаточности: миокардиальная и системная перспектива. Варенье. Колл. Кардиол. 64, 1388–1400 (2014).

Статья PubMed Google Scholar

фон Хэлинг С., Денер В. и Анкер С.Д. Питание, обмен веществ и сложная патофизиология кахексии при хронической сердечной недостаточности. Кардиоваск. Рез. 73, 298–309 (2007).

 0.05). Treatment with 25 μM of Nav channel inhibitor Tetrodotoxin (TTX) resulted in a complete loss of field potential generation, the coupled mechanical contraction (n = 3, p < 0.001), and a concurrent loss of oxygen oscillations (n = 3, p < 0.001). Middle represents mean of 3 biological repeats for each line; error bars,s.e.m. Significance was determined using a two-tailed nested t-test. e, Representative graph of the interstitial oxygen behaviours in ACS-1021 cardiac organoids following treatment with 25 μM of Nav channel inhibitor Tetrodotoxin (TTX). After 7 minutes of exposure to TTX, a complete loss of field potential generation occurs, coupled with decay in oxygen oscillations (n = 3). Graph was taken from Fig. 4l. Middle represents mean of 3 biological repeats for each line; error bars,s.e.m. Significance was determined using a two-tailed nested t-test./p>

 0.05). Cardiac organoid graphs were taken from Fig. 6e. Mean of 3 biological replicates; error bars,s.e.m. Significance was determined using two tailed t-test. c, Representative kinetic measurements of interstitial oxygen content and mean oxygen content analysis in porcine cardiac tissue exposed to DMSO (control), 10 μM of blebbistatin, 10 µM mitoxantrone, or 10 µM mitoxantrone, and 100 μM metformin (mitoxantrone + metformin). Analysis shows that blebbistatin does not change oscillation amplitude and oscillation frequency or mean oxygen content (n = 3, p > 0.05). Mitoxantrone-treated organoids show a decrease in oscillation amplitude and an increase in oscillation frequency, coupled with an increase in mean oxygen content (n = 3, p < 0.001). Metformin partly reverts these changes, increasing mean oxygen content by 29% (n = 3, p < 0.001). Porcine cardiac tissue graphs were taken from Fig. 8d. Mean of 3 biological replicates; error bars,s.e.m. Significance was determined using one-way ANOVA with Dunnett multiple comparison correction./p>