基于芯片的人类心脏神经支配平台可再现神经与心脏之间的相互作用，为未来的疾病建模提供支持

《Scientific Reports》：Human cardiac innervation-on-a-chip platform recapitulates neurocardiac interactions and supports future disease modeling

　　

摘要

心脏自主神经系统通过神经支配来调节心脏功能，而神经元与心血管系统之间的信号交流功能障碍与多种疾病相关。在此，我们构建了一种“芯片上的心脏神经模型”，该模型将人类诱导多能干细胞衍生的皮质神经元、节后交感神经元以及心室心肌细胞整合到一种名为3D3C芯片的微流控装置中，从而形成具有生理相关性的体外脑-心轴模型。3D3C芯片使得这些不同类型的细胞能够在独立的腔室中共同培养，并形成彼此间的轴突连接。通过使用集成微电极阵列，我们观察到神经元和心肌细胞随时间逐渐出现自发的电生理活动。这为后续通过药物刺激神经元活动、引发轴突介导的心脏反应以及增加神经递质释放提供了可能。此外，在这种多细胞共培养环境中，具有神经支配的心肌细胞在结构成熟度和电生理功能方面均有所提升。这一先进的“芯片上的心脏神经模型”为研究脑-心轴相关的疾病机制提供了强大的体外实验平台。