[发明专利]使用生物工程化的心脏组织模拟具有心脏功能障碍的神经病症和共济失调

权利要求书

1.一种用于筛选化合物对患病生物体的心肌细胞或工程化的心肌细胞的心脏作用的系统，其包含：

(a)筛选设备，其包含：

(i)包含患病生物体的多个心肌细胞或多个工程化的心肌细胞的生物相容性凝胶；

(ii)用于悬浮所述生物相容性凝胶的生物相容性支撑设备，其中所述生物相容性凝胶和生物相容性支撑设备形成心脏组织条，所述心脏组织条包含患病生物体的心肌细胞或工程化的心肌细胞；

(iii)用于检测所述生物相容性凝胶的运动的检测装置；以及

(iv)用于对所述生物相容性凝胶施加电起搏刺激的电源。

2.根据权利要求1所述的系统，其还包含：

(a)第二级筛选设备，其包含：

(i)至少一个类器官模块，所述模块包含至少一个类器官盒，其中所述类器官盒包含培养基入口、培养基出口和至少一个与外部检测装置相容的壁，其中每个类器官盒包含患病生物体的心肌细胞或工程化的心肌细胞，并且其中至少一个类器官盒包含患病生物体的心肌细胞或工程化的心肌细胞；以及

(ii)检测装置，用于观察所监测的每个类器官盒中所述患病生物体的心肌细胞或所述工程化的心肌细胞的生物发育。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第二级筛选设备还包含镜布置，用于同时监测每个类器官盒中所述患病生物体的心肌细胞或所述工程化的心肌细胞的任何生物发育。

4.一种用于筛选化合物对患病生物体的心肌细胞或工程化的心肌细胞的心脏作用的系统，其包含：

(a)筛选装置，其包含：

(i)在微加工衬底上的心肌细胞的各向异性层；

(ii)电源，用于在一个或多个点处刺激细胞的所述各向异性层；以及

(iii)检测装置，用于检测电信号在细胞的所述各向异性层中的传播。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述微加工衬底包含沿着所述衬底的单轴定向的凹槽。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述凹槽的宽度为1-30μm，所述凹槽的深度为约5μm，凹槽之间的间隔为约5μm，或其组合。

7.根据权利要求4所述的系统，其中所述电源是至少一个电极或所述衬底的至少一个带电部分。

8.根据权利要求4所述的系统，其还包含：

(a)第二级筛选设备，其包含：

(i)至少一个类器官模块，所述模块包含至少一个类器官盒，其中所述类器官盒包含培养基入口、培养基出口和至少一个与外部检测装置相容的壁，其中每个类器官盒包含患病生物体的心肌细胞或工程化的心肌细胞，并且其中至少一个类器官盒包含患病生物体的心肌细胞或工程化的心肌细胞；以及

(ii)检测装置，用于观察所监测的每个类器官盒中所述患病生物体的心肌细胞或所述工程化的心肌细胞的生物发育。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述心肌细胞是人心肌细胞。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述人心肌细胞是人心室心肌细胞。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述心肌细胞是工程化的心肌细胞，或是来源于患有以下疾病的患者：弗里德希氏共济失调(FRDA)、卡-塞氏综合征、碳水化合物缺乏性Ia型糖蛋白综合征、脊髓小脑性共济失调、威尔逊氏病、丹迪-沃克氏综合征、扩张型心肌病伴共济失调、利氏病、MELAS(线粒体脑肌病、乳酸性酸中毒和中风样发作)或MERRF(肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维病)。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述心肌细胞被工程化成具有低FXN表达，或是来源于患有弗里德希氏共济失调(FRDA)的患者。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述生物相容性凝胶包含基质胶。