NanoMEA: A Tool for High-Throughput, Electrophysiological Phenotyping of Patterned Excitable Cells.
NanoMEA: A Tool for High-Throughput, Electrophysiological Phenotyping of Patterned Excitable Cells.
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DOI：
10.1021/acs.nanolett.9b04152
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发表时间：
2020-03-11
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Kim DH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Smith AST;Choi E;Gray K;Macadangdang J;Ahn EH;Clark EC;Laflamme MA;Wu JC;Murry CE;Tung L;Kim DH
已知基质纳米形貌线索调节源自人多能干细胞（hPSC）来源的体细胞的结构和功能。来自hPSC的可兴奋细胞的高通量电生理学分析是可能的，通过多电极阵列（MEA），但传统的MEA平台使用平坦的基板，并不再现生理相关的组织特异性架构。为了解决这个问题，我们开发了一种高通量的纳米地形图案化的多电极阵列（nanoMEA），通过整合导电，离子渗透，纳米地形图案与48孔MEA板，并研究了基质介导的细胞骨架组织对hPSC衍生的心肌细胞和神经元功能的影响。使用我们的nanoMEA平台，我们发现图案化的hPSC衍生的心脏单层在进行高通量剂量反应研究时表现出增强的结构组织和对钙阻断或传导抑制化合物治疗的更高敏感性。类似地，在nanoMEA基底上生长的hPSC衍生的神经元表现出更快的迁移和神经突生长速度，突触前和突触后标记物的更大的共定位，以及增强的细胞-细胞通信，仅通过检查源自多个技术重复的数据集揭示。所提供的数据突出了nanoMEA作为一种新的工具，以促进高通量，电生理分析有序的心脏和神经元单层，这可能有重要的意义，兴奋细胞功能的临床前分析。
Matrix nanotopographical cues are known to regulate the structure and function of somatic cells derived from human pluripotent stem cell (hPSC) sources. High-throughput electrophysiological analysis of excitable cells derived from hPSCs is possible via multielectrode arrays (MEAs), but conventional MEA platforms use flat substrates and do not reproduce physiologically-relevant tissue-specific architecture. To address this issue, we developed a high-throughput nanotopographically-patterned multielectrode array (nanoMEA) by integrating conductive, ion-permeable, nanotopographic patterns with 48-well MEA plates, and investigated the effect of substrate-mediated cytoskeletal organization on hPSC-derived cardiomyocyte and neuronal function at scale. Using our nanoMEA platform, we found patterned hPSC-derived cardiac monolayers exhibit both enhanced structural organization and greater sensitivity to treatment with calcium blocking or conduction inhibiting compounds when subjected to high-throughput dose-response studies. Similarly, hPSC-derived neurons grown on nanoMEA substrates exhibit faster migration and neurite outgrowth speeds, greater co-localization of pre- and post-synaptic markers, and enhanced cell-cell communication, only revealed through examination of data sets derived from multiple technical replicates. The presented data highlight the nanoMEA as a new tool to facilitate high-throughput, electrophysiological analysis of ordered cardiac and neuronal monolayers, which can have important implications for preclinical analysis of excitable cell function.
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影响因子：
--
作者：
Bauer, F;Denneler, S;Willert-Porada, M
通讯作者：
Willert-Porada, M
影响因子：
9.7
作者：
Kim, Dong-Hwan;Wiler, James A.;Martin, David C.
通讯作者：
Martin, David C.
DOI：
10.1016/j.vascn.2017.03.003
发表时间：
2017-09-01
影响因子：
1.9
作者：
Hyun, Soo-Wang;Kim, Bo-Ram;Seo, Joung-Wook
通讯作者：
Seo, Joung-Wook
影响因子：
4.8
作者：
Robinson, Paul;Liu, Xing;Redwood, Charles
通讯作者：
Redwood, Charles
影响因子：
6.1
作者：
Agarwal A;Goss JA;Cho A;McCain ML;Parker KK
通讯作者：
Parker KK