Temporal Impact of Substrate Anisotropy on Differentiating Cardiomyocyte Alignment and Functionality
Notice bibliographique
Résumé
Anisotropic biomaterials can affect cell function by driving cell alignment, which is critical for cardiac engineered tissues. Recent work, however, has shown that pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes may self-align over long periods of time. To determine how the degree of biomaterial substrate anisotropy impacts differentiating cardiomyocyte structure and function, we differentiated mouse embryonic stem cells to cardiomyocytes on nonaligned, semialigned, and aligned fibrous substrates and evaluated cell alignment, contractile displacement, and calcium transient synchronicity over time. Although cardiomyocyte gene expression was not affected by fiber alignment, we observed gradient- and threshold-based differences in cardiomyocyte alignment and function. Cardiomyocyte alignment increased with the degree of fiber alignment in a gradient-based manner at early time points and in a threshold-based manner at later time points. Calcium transient synchronization tightly followed cardiomyocyte alignment behavior, allowing highly anisotropic biomaterials to drive calcium transient synchronization within 8 days, while such synchronized cardiomyocyte behavior required 20 days of culture on nonaligned biomaterials. In contrast, cardiomyocyte contractile displacement had no directional preference on day 8 yet became anisotropic in the direction of fiber alignment on aligned fibers by day 20. Biomaterial anisotropy impact on differentiating cardiomyocyte structure and function is temporally dependent. Impact Statement This work demonstrates that biomaterial anisotropy can quickly drive desired pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte structure and function. Such an understanding of matrix anisotropy's time-dependent influence on stem cell-derived cardiomyocyte function will have future applications in the development of cardiac cell therapies and in vitro cardiac tissues for drug testing. Furthermore, our work has broader implications concerning biomaterial anisotropy effects on other cell types in which function relies on alignment, such as myocytes and neurons.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».