哈佛大学的研究人员近期开发出一个新型平台，首次实现了对移植入体内的干细胞来源心肌细胞进行持续电生理监测。利用该平台，团队发现一种名为RADA16的自组装肽能有效促进移植细胞的成熟及其与宿主心脏组织的电同步整合，有望提升心脏再生疗法的安全性。相关成果已发表于《科学》期刊。

干细胞来源心肌细胞(人诱导多能干细胞衍生心肌细胞，hiPSC-CMs)被认为是修复心脏损伤的潜在疗法，但移植后的细胞常难以与原有心肌保持同步搏动，可能导致严重心律失常。长期以来，如何在体内实时评估并改善移植细胞的整合效果是一项技术挑战。

该研究由哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院助理教授刘佳，与哈佛干细胞与再生生物学系教授理查德·李合作完成。团队利用刘佳实验室开发的“半机械人类器官”技术，在三维心脏类器官中嵌入可拉伸的网状纳米电子传感器，从而能够在移植后持续、高分辨率地记录移植细胞与宿主组织的电活动。

刘佳表示：“此前，没有任何技术能够直接以高分辨率揭示心脏内部发生的情况。通过将我们的柔性网状纳米电子器件与计算分析相结合，我们能够实时、以细胞分辨率记录跳动心脏内移植细胞的电活动。” 借助该系统，研究人员能清晰区分移植细胞与宿主心脏的信号，并精确定位失同步区域。

研究团队随后测试了多种促进细胞整合的策略，其中重点评估了已获批准作为止血剂的RADA16自组装肽。该肽能形成细微的纤维支架，模拟心脏细胞外基质环境。实验显示，在移植前将RADA16与干细胞来源心肌细胞混合，能显著提升细胞的结构成熟度、增强其与宿主组织的电耦合。经过数月监测，接受RADA16处理的移植细胞表现出与原生心脏节律高度同步的放电活动，且心律失常样异步事件明显减少。

理查德·李指出：“和所有新疗法一样，安全性是人类心脏细胞疗法的一大问题。我们认为这种方法可能有助于该领域找到最安全的疗法。” 该监测与评估框架未来也可应用于其他需要移植细胞与既有组织融合的再生医学领域。

更多信息： 作者：青山纯也等，标题：《柔性纳米电子学揭示移植的人类心肌细胞的心律失常发生机制》，发表于:《科学》(2025)。期刊信息： 科学