研究思路：

通過將定向細(xì)胞分化與電場調(diào)節(jié)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了具有腔室特異性藥物反應(yīng)和基因表達(dá)的電生理學(xué)上不同的心房和心室組織，通過研究其收縮力量和其它關(guān)鍵的功能指標(biāo)來確定藥物分子對心輸出量的影響。

研究方法：

1 制作Biowire II平臺及PoMaC聚合物線（圖1 A）。

2 制備水凝膠與心肌細(xì)胞混合物，將其置至Biowire平臺培養(yǎng)，形成工程心臟組織（圖1 B、C、D、E）。

圖1 工程心臟組織構(gòu)建

3 對心臟組織施加電刺激進(jìn)行培養(yǎng)。

4 對心房和心室組織進(jìn)行RNA測序，檢測基因表達(dá)。

5 利用CellScale的Microsquisher微力測試儀測定PoMaC合物線的彈性模量（圖2），并進(jìn)行有限元建模，來模擬聚合物線的力學(xué)行為。

圖2 聚合物線力學(xué)性質(zhì)檢測

6 測量心臟組織的主動力和被動力

7 藥物測試、鈣離子電鏡觀察、免疫熒光檢測及數(shù)據(jù)分析。

結(jié)論：

開發(fā)了不依賴于細(xì)胞來源的可擴(kuò)展組織培養(yǎng)平臺，能在電起搏的情況下進(jìn)行藥物測試，非侵入式在線記錄被動張力、主動力、收縮動態(tài)和Ca2+信號，以及動作電位和傳導(dǎo)速度。

利用此平臺，結(jié)合細(xì)胞定向分化和電場調(diào)節(jié)，構(gòu)建了不同心房和心室末端的異極性心臟組織。這些組織的基因表達(dá)和藥物應(yīng)答具有腔室特異性，對血清素和雷諾拉嗪的反應(yīng)不同。此外，對患者細(xì)胞進(jìn)行長達(dá)8個(gè)月的電子調(diào)節(jié)還能夠模擬多基因左心室肥大癥。