【前沿】上海儿童医学中心利用新方式构建电传导一致性心肌补片，为心脏药物筛选及疾病研究提供新模型

近日，国家儿童医学中心（上海）、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心付炜团队于Q1区期刊《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》在线发表了题为“Engineering a conduction-consistent cardiac patch with rGO/PLCL electrospun nanofibrous membranes and human iPSC-derived cardiomyocytes”（利用氧化石墨烯/聚L-丙交酯-己内酯电纺膜和人诱导多能干细胞来源心肌细胞构建电传导一致性的心肌补片）的研究论文。该论文从模拟正常心脏特有的心肌细胞定向排列结构特性和特殊电传导系统的功能特性出发，利用静电纺丝技术获得纤维定向排列且具有导电能力的氧化石墨烯/聚L-丙交酯-己内酯电纺膜，与人诱导多能干细胞来源心肌细胞相结合构建出具有心肌细胞定向排列特性和电信号一致性传导能力的心肌补片，有望为药物心脏毒性评价及心脏疾病研究提供新的体外模型。

人体心脏具有独特的结构特征和电信号传导系统以维持其正常收缩功能，所以心肌补片应模拟出这些特征。近年来，静电纺丝技术被广泛用于引导细胞定向排列，而聚L-丙交酯-己内酯因其高弹性、可降解性及低毒性成为制作心肌补片的良好材料，但低导电性是其构建理想心肌补片的一大阻碍。氧化石墨烯的加入可有效弥补这一不足，且氧化石墨烯良好的生物相容性和粘附能力，有助于更好地构建心肌补片。研究结果显示，氧化石墨烯/聚L-丙交酯-己内酯电纺膜片对人诱导多能干细胞来源心肌细胞具有良好的定向引导作用。通过钙成像和离体心脏电信号监测证明，氧化石墨烯的加入能有效提升细胞和器官水平上电信号的一致性传导。

上海儿童医学中心儿科转化医学研究所PI付炜副研究员表示，本项研究具有良好的转化应用前景，目前心血管疾病发病率居高不下，模拟天然心脏结构和功能的体外心脏模型缺乏严重阻碍了心脏疾病的研究进展。鉴于心脏独特的电信号传导系统对其功能的发挥具有重要作用，本研究成功构建出具有电信号传导一致性的人源心肌补片，有望为评价药物心脏毒性和心脏疾病研究提供新的模型。

儿中心付炜团队长期致力于mRNA、生物材料、干细胞在心脏和组织修复再生方向的研究，近几年在《ACS Nano》、《Molecular Therapy》、《Journal of Controlled Release》、《Biomaterials Research》等领域内顶尖期刊发表论文10余篇，获得多项国家自然科学基金项目的资助。

National Children's Medical Center

作者信息

该论文第一作者为上海儿童医学中心儿科转化医学研究所硕士研究生谭瑶，共同第一作者为上海儿童医学中心儿科转化医学研究所硕士研究生陈颖、硕士研究生卢婷婷，瑞典卡罗林斯卡医学院Nevin Witman。共同通讯作者为上海儿童医学中心心胸外科副主任医师董卫和主任医师王伟，通讯作者为上海儿童医学中心儿科转化医学研究所副研究员付炜。

原标题：《【前沿】上海儿童医学中心利用新方式构建电传导一致性心肌补片，为心脏药物筛选及疾病研究提供新模型》

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