小白鼠有一种人类想要的技能，这种微芯片可能会帮助我们学习它

一种新的微芯片可以帮助科学家们揭开小白鼠心脏再生的秘密。

　　

小白鼠可能很小，但它们也很强壮。

在它们出生的头七天，它们有特殊的能力再生受损的心脏组织。

另一方面，人类却没有这么幸运：我们遭受的任何心脏损伤都可能导致永久性损伤。但是如果我们能学会修复我们的心脏，就像小老鼠一样呢？

新南威尔士大学悉尼分校领导的一个研究小组开发了一种微芯片，可以帮助科学家研究小鼠心脏细胞的再生潜能。这种微芯片将微工程与生物医学结合起来，有助于为新的心脏再生医学研究铺平道路。

“我们开发了一种简单、可靠、廉价、快速的方法来识别和分离这些重要的小鼠心脏细胞，”主要作者、生物医学工程师和干细胞研究人员，新南威尔士州医药卫生局的Hossein Tavassoli博士说。

“我们的方法使用一种易于制造的微芯片，可以在世界上任何实验室制造。”

鉴定和分离小鼠心脏细胞的过程相当复杂。

首先，科学家需要将心脏细胞（称为增殖性心肌细胞）的正确类型与心脏中存在的其他类型的细胞分开。

他们的下一个挑战是保持这些细胞的存活。

“新生小鼠的心脏细胞（称为增殖性心肌细胞）非常敏感，”Vashe Chandrakanthan博士说，新南威尔士大学医学与卫生部的一位高级研究员，也是这项研究的联合高级作者。

“通常只有大约20%的人能在传统的隔离和分离过程中存活下来。如果我们想研究这些细胞，我们需要在它们经历细胞死亡之前将它们分离出来。”

塔瓦索利博士说，这种新方法效率更高。

“我们通过最小化分离和处理时间来减少施加在这些细胞上的压力，”他说我们的方法可以在不到10分钟的时间内纯化数百万个细胞。

“当我们使用我们的微流控芯片时，几乎所有的细胞都存活了下来——超过90%。

螺旋形设备是一种微流控芯片——也就是说，一种设计用于处理微小规模液体的芯片。它根据细胞的大小过滤细胞，将心肌细胞与其他细胞分开。这种芯片的生产成本不到500美元，比其他分离和分离方法更便宜。

这种工具将使研究人员更容易研究小白鼠如何修复心脏，以及人类是否能够使用同样的技术。

塔瓦索利博士说：“心脏病是世界上头号杀手。”在澳大利亚，每12分钟就有人死于心脏病，每4小时就有一个婴儿出生时患有心脏病。

“我们希望我们的设备将有助于加速心脏病的研究。”

描述小鼠心脏细胞的特征

一旦心脏细胞在芯片的帮助下与其他细胞分离，研究人员抓住这个机会研究了细胞的物理力学特性，也就是它们对力的反应方式。

这包括问一些问题，比如“这些单个的心脏细胞是如何跳动的？”“细胞有不同的特征吗？”以及“它们在大小、形状和弹性上有什么不同？”。这一发现可以为开发修复心脏组织的材料提供新的见解，如心脏贴片、支架和水凝胶。

“快速、大规模地描述细胞的物理力学特征是一个相对较新的研究领域，”Tavassoli博士说，他最初是一名工程师，后来专门从事研究医学。

“这是微流控技术第一次被用于研究小白鼠心脏细胞的力学特性。”

一种多用途的微芯片

Chandrakanthan博士说，尽管微芯片是为小白鼠心脏细胞制造的，它可能被用于其他类型的细胞应用中。

“这些原理与从不同年龄的小鼠心脏细胞中分离心肌细胞是一致的，”他说。

“我们也可能使用这种方法来分离心脏细胞，塔瓦索利博士说，这种方法还可以帮助医学研究的其他领域，包括心脏生物学、药物发现和纳米工程。他目前正在加文研究所和洛伊癌症研究中心进行研究，探讨这种方法如何帮助癌症诊断。“这种微芯片为全世界研究人员的新发现提供了机会，”他说

Journal Reference:

1. Hossein Tavassoli, Prunella Rorimpandey, Young Chan Kang, Michael Carnell, Chris Brownlee, John E Pimanda, Peggy P.Y. Chan, Vashe Chandrakanthan. Label‐Free Isolation and Single Cell Biophysical Phenotyping Analysis of Primary Cardiomyocytes Using Inertial Microfluidics. Small, 2020; 17 (8): 2006176 DOI: 10.1002/smll.202006176

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University of New South Wales. "Baby mice have a skill that humans want, and this microchip might help us learn it." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 February 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225081939.htm>.

University of New South Wales. (2021, February 25). Baby mice have a skill that humans want, and this microchip might help us learn it. ScienceDaily. Retrieved February 28, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225081939.htm

University of New South Wales. "Baby mice have a skill that humans want, and this microchip might help us learn it." ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225081939.htm (accessed February 28, 2021).