基于自分泌ECM的成熟心肌类器官模型在阿霉素心脏毒性研究中的突破

为解决心肌类器官中细胞成熟度不足和细胞外基质(ECM)仿生性能差等关键问题，研究人员开发了新型无ECM培养体系，通过促进成纤维细胞驱动的ECM自分泌机制，成功构建了具有生理相关性的心脏类器官模型。该研究应用诱导多能干细胞(iPSC)来源的心肌细胞，揭示了化疗药物阿霉素通过破坏ECM稳态导致心脏功能损伤的分子机制，为药物心脏毒性评估提供了更精准的体外研究平台。

　　

这项突破性研究构建了革命性的心脏类器官培养体系——通过摒弃传统人工ECM，巧妙利用成纤维细胞自主分泌天然细胞外基质(ECM)的特性，成功解决了类器官结构松散和功能不成熟的行业痛点。实验采用诱导多能干细胞(iPSC)分化的心肌细胞，通过心肌肌钙蛋白T(cTNT)和肌球蛋白轻链2(MYL₂)免疫荧光染色结合基因表达谱分析，证实了模型具备成年心肌特征。

在阿霉素(Doxorubicin)心脏毒性机制研究中，该模型展现出惊人的病理模拟能力：药物处理组类器官不仅出现体积萎缩和胶原沉积增加的结构异常，更伴随搏动频率下降和节律紊乱等功能障碍。二维培养实验进一步揭示，阿霉素会激活成纤维细胞、诱导内皮细胞发生内皮-间质转化(EndMT)早期分子事件，并对心肌细胞产生直接细胞毒作用。

这项研究犹如为药物心脏安全性评价装上了"高精度显微镜"，其创新的ECM自分泌机制不仅突破了传统类器官的培养瓶颈，更开辟了在体外重建心脏微环境的新范式，为抗癌药物心脏毒性预警和心血管疾病建模提供了革命性工具。