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心筋細胞と心臓オルガノイド

心筋の収縮機能・力学評価

光学的な運動解析、拍動に伴うインピーダンス、柔軟基材の変形を用いた力学解析により、心筋モデルに適した方法で収縮と弛緩を評価します。

心筋の収縮機能評価

収縮は、心筋の電気活動とカルシウムハンドリングに続く力学的な応答です。当社は、モデルの形態と研究目的に応じて、光学的な運動解析、拍動に伴うインピーダンス測定、柔軟基材の変形を用いた力学解析を選択し、化合物が収縮・弛緩過程に及ぼす影響を評価します。

対象となる研究モデル

初代心筋細胞、iPSC由来心筋細胞、心臓オルガノイドおよび心臓様組織を対象とします。モデルの由来、培養下での成熟度、組織の厚さ、測定部位へのアクセス性によって、適切な測定法と結果の解釈は異なります。

相互に補完する3つの測定法

測定法主な評価項目結果の解釈
光学的な運動解析変位または相対的な運動振幅、収縮・弛緩速度、持続時間、リズム。運動を追跡できる細胞や組織に適しています。運動振幅そのものは収縮力を表しません。
拍動インピーダンス測定拍動に伴うインピーダンス変化、拍動頻度、振幅、リズムの安定性。細胞と電極の接触、細胞形態、培養状態に依存します。インピーダンス振幅は力の直接測定値ではありません。
柔軟基材による力学解析基材の変形、収縮・弛緩動態、適切な校正に基づいて算出した力学パラメータ。基材特性、幾何学的条件、計算方法に基づいて力または応力を算出し、単位と正規化方法を明示します。

初代心筋細胞、iPSC由来心筋細胞、心臓オルガノイドはいずれも収縮機能評価の対象となります。ただし、インピーダンス測定や柔軟基材による測定への適合性は、細胞の接着、組織の固定、培養条件に基づいて試料ごとに確認します。

収縮と関連する機能シグナル

膜電位蛍光、カルシウム蛍光、明視野の収縮画像と対応する経時波形
機能測定の例。膜電位シグナルを赤、カルシウムシグナルを緑、収縮シグナルを黒で示しています。それぞれ、電気活動、カルシウムハンドリング、力学的応答の解析に用います。

電気活動とカルシウムシグナルを収縮評価に組み合わせることで、リズム変化、カルシウムハンドリングの変化、収縮応答の異常を区別しやすくなります。実施できる組合せはモデルと測定法の適合性によって異なり、この例はすべてのモデルで3種類のシグナルを同時に測定できることを示すものではありません。

試験計画と納品内容

研究目的に応じてモデル、処理濃度、曝露時間、対照条件、反復数を設定します。試料の状態と品質管理情報を踏まえて解析します。

  • モデルと測定法、ベースラインの状態、品質管理の記録。
  • 収縮・弛緩パラメータ、濃度応答または時間応答、代表的なシグナル。
  • 測定値の単位、校正または正規化の方法、他の機能指標との関連解析。
プロジェクトのご相談は、お気軽にお問い合わせください。

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