基于数据驱动的工程心脏微组织计算模型
摘要：工程化心脏组织（EHTs）为心脏疾病治疗研究中的某些挑战提供了潜在解决方案;然而,成熟的、类似成年人的心脏组织的发展仍然难以实现。机械刺激被观察到能改善整个组织的功能和心肌细胞（CM）的成熟,然而,我们完全利用这些机制的能力受到阻碍,部分原因是我们对EHTs的机械生物学的理解不完全。在这项工作中,我们利用机械可调的实验设备产生的实验数据来生成特定于组织的EHT的计算模型。使用成像和功能数据,我们的建模流程生成具有组织特异性基质和肌原纤维结构的模型，使我们能够估计CM的主动应力。我们利用这个实验和建模流程来研究不同的机械环境，在这些环境下，我们将组织的力输出与CM的计算活跃应力进行对比。我们展示了通过组织中CM所达到的肌原纤维形成水平来解释测量实验力的显著差异，同时显示了活跃应力在不同条件下的变化相对较小。所提出的模型还使我们能够分析肌原纤维和细胞外基质对组织力输出的相对贡献，这是在实验中难以解决的任务。这些结果突显了组织特异性建模在增强EHT实验中的重要性，为深入了解驱动EHT功能的机械生物学提供了更深入的洞察力。
作者：Javiera Jilberto and Samuel J. DePalma and Jason Lo and Hiba Kobeissi and Lani Quach and Emma Lejeune and Brendon M. Baker and David Nordsletten
论文ID：2306.00089
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2023-06-02