心臓

心臓組織モデル

Cardiovascular diseases like heart attacks and heart failure are among the leading causes of 心筋発作や心不全などの心血管疾患は世界中の主要死亡原因である。心臓は血液を体内で循環させる重要な器官である。一つの3Dモデルを開発してこれらの疾患病理とメカニズムを了解するこは、該当疾患の治療方法の発展が促進できる。幹細胞からなるバイオプリントされた心臓組織モデルは体外で成熟できるので、疾患条件を模擬する時各刺激を受けた心筋細胞の機能が了解できる。

目的

次のプロジェクトの目的は人体誘導マルチ幹細胞(iPSC、ドイツハノーバー医学院のツヴァイゲルト博士とマーティン博士の研究チームに提供された)を利用し、CELLINK® LAMININK 521バイオインクで3Dバイオプリントを行うことで、心臓集合物を派生して心臓組織モデルを開発すること。バイオプリントされたモデルを最多三週間培養し、コンストラクタでの細胞鼓動を監視することで心筋細胞の機能が評価できる。

 

利用するCELLINK製品

  • CELLINK® LAMININK 521
  • BIO X

心臓細胞で心臓をプリントする

CELLINK LAMININK 521と人体誘導マルチ幹細胞から派生した心臓集合体を使って心臓組織モデルのバイオプリントを行う。これらの心臓組織モデルは心筋細胞の成熟、薬物選別、薬物ターゲット確定と心臓再生の研究に使える。

このビデオでは、CELLINK LAMININK 521は心臓の形にバイオプリントされた。心筋細胞集合体とバイオインクは4000万細胞/mLの比例で混合する。

7日目の鼓動細胞

該当ビデオはわずか一週間培養された後、3Dバイオプリントされた心臓組織の収縮を展示した。心臓集合体での心筋細胞をCELLINK LAMININK 521に整合し、増殖させる。

10倍の対物レンズで取得した明視野ビデオによると、伸びる心筋細胞スライスはCELLINK LAMININK 521に付着している。毎回収縮する時に、バイオインクを引きずる。これは3Dヒドロゲル環境をサポートする証拠である。そのため、CELLINK LAMININK 521が提供する環境は細胞の増殖、再建、附着と機能/代謝を促進した。

心筋細胞機能

三週間培養された後、バイオプリントされた心臓組織モデルはCELLINK LAMININK 521で生きる心臓集合体の細胞内カルシウム動員を証明した。これは蛍光カルシウム指示剤で測定された。

心筋細胞が収縮する間に、各集合体の増加するグリーンの点滅回数は心筋細胞収縮におけるカルシウム流量に関わる。この現象は10倍対物レンズで録せいされたビデオから見える。一部の集合体の同期流入又はグリーン点滅は組織モデル内の細胞間作用と通信が増加することを意味する。

結論

バイオプリントされた心臓組織モデルは心血管疾患と治療で発見した進展を了解するのに有利である。