hiPSC心肌細(xì)胞肌節(jié)功能高效大規(guī)模分析系統(tǒng)

                                                                                                                                                            -為高效大規(guī)模定量分析跳動(dòng)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)影像設(shè)計(jì)

hiPSC來源心肌細(xì)胞高通量收縮性測定系統(tǒng), hiPSC來源心肌細(xì)胞搏動(dòng)頻率肌節(jié)實(shí)時(shí)跟蹤分析系統(tǒng)（心肌細(xì)胞成熟試驗(yàn)裝置,功能性iPSC誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞纖維）

一個(gè)直接、快速、自動(dòng)地跟蹤搏動(dòng)心肌細(xì)胞中肌節(jié)的分析平臺(tái)。 該平臺(tái)充分評估肌節(jié)含量、收縮和松弛參數(shù)以及搏動(dòng)率。

背景及平臺(tái)理由：

人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞 (hiPSC-CM) 與 CRISPR/Cas9 基因組編輯相結(jié)合，為研究心臟生物學(xué)和疾病提供了難得的機(jī)會(huì)。 然而，肌細(xì)胞收縮的基本單位肌節(jié)在 hiPSC-CM 中是不成熟和非線性的，這在技術(shù)上挑戰(zhàn)了跳動(dòng)細(xì)胞中收縮參數(shù)的準(zhǔn)確功能詢問。 此外，現(xiàn)有的分析方法通量相對較低，間接評估收縮性，或僅評估成熟心臟組織中發(fā)現(xiàn)的排列良好的肌節(jié)。

系統(tǒng)平臺(tái)優(yōu)勢：

1、高效大規(guī)模定量分析跳動(dòng)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)影像，動(dòng)態(tài)分析成熟心肌細(xì)胞和 hiPSC-CM 的形態(tài)。心肌細(xì)胞功能分析的一個(gè)關(guān)鍵組成部分是評估跳動(dòng)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)收縮，傳統(tǒng)大多數(shù)設(shè)備方法的都是為靜止圖像（通常是固定細(xì)胞）分析；使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)不僅可以測量結(jié)構(gòu)，還可以測量結(jié)構(gòu)組件如何在功能上相互作用的各個(gè)方面。

該系統(tǒng)的心肌細(xì)胞搏動(dòng)影像的定量分析是將細(xì)胞形態(tài)學(xué)與動(dòng)態(tài)細(xì)胞功能聯(lián)系起來的一種引人注目的方法。特別是，連接結(jié)構(gòu)和功能是更好地從根本上了解人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生心肌細(xì)胞

(hiPSC-CM) 的關(guān)鍵一步。與成熟心肌細(xì)胞中具有高度有序的規(guī)則結(jié)構(gòu)的肌節(jié)鏈形成鮮明對比的是，hiPSC-CM 中的肌節(jié)鏈通常不成熟且無序 。這種不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，加上細(xì)胞之間的巨大差異

系統(tǒng)平臺(tái)用于監(jiān)測 hiPSC-CM中熒光標(biāo)記的肌節(jié)。 系統(tǒng)算法確定肌節(jié)含量、肌節(jié)長度以及肌節(jié)收縮和松弛的返回率。 通過快速測量每個(gè) hiPSC-CM 中的數(shù)百個(gè)肌節(jié)，該系統(tǒng)用于分析跳動(dòng)

hiPSC-CM 的穩(wěn)健定量分析框架將有助于推動(dòng)藥物發(fā)現(xiàn)、遺傳性心臟病和心臟修復(fù)領(lǐng)域的技術(shù)。

2、內(nèi)置功能來跟蹤圖像幀之間的單個(gè)肌節(jié)運(yùn)動(dòng)和長度變化

hiPSC-CM 的影像中分割和跟蹤單個(gè)肌節(jié)的工具。肌節(jié)配備 Morlet 小波，并假設(shè)收縮遵循周期性鋸齒函數(shù)。由于跟蹤了單個(gè)肌節(jié)，因此可以在單個(gè)肌節(jié)的基礎(chǔ)上報(bào)告感興趣的數(shù)量，例如肌節(jié)收縮和松弛時(shí)間以及肌節(jié)縮短。

3、該系統(tǒng)提供了大數(shù)據(jù)集，用于對多個(gè)收縮參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)健的統(tǒng)計(jì)分析。 通過分析藥物處理的 hiPSC-CM 來驗(yàn)證了該系統(tǒng):

確認(rèn)直接激活 (CK-1827452) 或抑制 (MYK-461) 肌球蛋白分子或間接改變收縮性（維拉帕米和普萘洛爾）的化合物的收縮作用。 該系統(tǒng)分析在肌球蛋白結(jié)合蛋白 C (MYBPC3) 基因中攜帶雜合截?cái)嘧凅w的 hiPSC-CM，該基因會(huì)導(dǎo)致肥厚性心肌病，重現(xiàn)精液疾病表型，包括心臟過度收縮和松弛減弱，以及通過 MYK-461 治療正?；漠惓！?/p>

4、該系統(tǒng)提供了一種直接有效的方法來定量評估肌節(jié)功能。 通過改進(jìn)現(xiàn)有的收縮力分析方法并克服與 hiPSC-CM 功能評估相關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)，該系統(tǒng)增強(qiáng)了肌節(jié)調(diào)節(jié)療法的轉(zhuǎn)化前景，并加速了人類心臟遺傳變異的研究。

5、高效的分割和跟蹤 2D或3D形態(tài)均可

相關(guān)產(chǎn)品：

1、高通量體內(nèi)外心肌細(xì)胞和心肌組織收縮多功能量化跟蹤分析系統(tǒng)

2、心肌細(xì)胞高通量鈣瞬態(tài)分析

3、單個(gè)心肌細(xì)胞收縮力跳動(dòng)測定系統(tǒng)

4、細(xì)胞力產(chǎn)生和力傳遞綜合測量分析系統(tǒng)

5、各種生物力學(xué)設(shè)備

hiPSC心肌細(xì)胞肌節(jié)功能高效大規(guī)模分析系統(tǒng)