综述：心脏球体的生成与应用

这篇综述系统阐述了心脏球体(CSs)作为"微型心脏"在心血管研究中的突破性应用，涵盖其生成技术（如悬滴培养、微流控芯片、3D生物打印）、在疾病建模（如心肌梗死、COVID-19相关心肌病）、药物心脏毒性测试（如阿霉素毒性机制）及再生医学（如心肌补片植入）中的价值，特别强调了hiPSC-CMs（人诱导多能干细胞来源心肌细胞）与ECM（细胞外基质）相互作用的病理生理学意义。

　　

心脏球体的生成技术

悬滴培养(HD)作为经典方法，通过重力作用促使细胞聚集成球，其改良版Perfecta 3D?板可实现高通量筛选。微流控芯片技术则通过U型微结构捕获细胞形成球体

，精准控制直径在30-50μm范围。3D生物打印如Kenzan法将预组装的球体穿刺到微针阵列上，形成具有收缩功能的心肌组织。

疾病建模与机制研究

CSs成功模拟了阿霉素(DOX)通过eNOS（内皮型一氧化氮合酶）途径诱导的心肌毒性

。在COVID-19模型中，SARS-CoV-2刺突蛋白导致ACE2表达异常和搏动频率下降。遗传性扩张型心肌病(DCM)模型则通过C10orf71基因编辑重现收缩功能障碍。

再生医学应用

含hiPSC-CMs的藻酸盐-明胶(Alg-Gel)补片使心肌梗死小鼠LVEF%（左心室射血分数）从41%提升至64%。临床前研究显示，直径800μm的球体移植后未出现预期坏死核心，挑战了传统尺寸限制理论。HS-001临床试验(NCT04945018)正在评估hiPSC-CMs球体治疗心力衰竭的安全性。

技术挑战与未来方向

当前瓶颈包括hiPSC-CMs成熟度不足（钙通道表达偏低）、血管化难题（需共培养HUVECs/周细胞10:1比例），以及监管标准缺失。导电聚合物（如硅纳米线）的引入显著提升CX-43（连接蛋白43）表达，为电信号同步化提供新思路。器官芯片与自组装心脏类器官(如含心内膜/外膜层的Cardioids)代表下一代模型发展方向。