近日,，國家兒童醫(yī)學中心（上海）,、上海交通大學醫(yī)學院附屬上海兒童醫(yī)學中心付煒團隊在Q1區(qū)期刊Bioengineering &Translational Medicine在線發(fā)表了題為“Engineering a Conduction-Consistent Cardiac Patch with Graphene Oxide Modified Butterfly Wings and Human Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes”（利用氧化石墨烯修飾的蝴蝶翅膀和人誘導多能干細胞來源心肌細胞構建電傳導一致性的心肌補片）的研究論文。本論文基于人體心臟兩大重要特征（心肌細胞定向排列和心肌細胞間一致性電傳導），利用經(jīng)氧化石墨烯修飾的蝴蝶翅膀和人誘導多能干細胞來源心肌細胞構建電傳導一致性心肌補片,，為心臟電信號傳導研究提供新型模型。
蝴蝶翅膀是一種天然材料,，其表面由特殊的拓撲結構組成,，具有定向粘附功能及定向傳輸特性；此外,，其面積-體積比大,、孔隙率高，符合組織工程領域常用材料特征,；它的易獲得性與易修飾性也是其用于構建心肌研究模型的一大優(yōu)勢,。氧化石墨烯具有良好的機械及電學特性，可以促進細胞粘附,、生長和增殖,，還具有強大的表面化學特性及特殊的抗菌性能，是一種極具前景的心臟組織工程支架材料,。本研究利用氧化石墨烯修飾蝴蝶翅膀以增強其導電性能,，并將經(jīng)修飾改造的蝴蝶翅膀與人誘導多能干細胞來源心肌細胞結合構建電傳導一致性心肌補片。
研究結果顯示,，經(jīng)氧化石墨烯修飾的蝴蝶翅膀可引導接種于其上的心肌細胞定向排列，增強細胞間的連接性和電傳導一致性,。此外,，它可促進接種于其上的人誘導多能干細胞來源心臟前體細胞的增殖，且基因測序結果顯示該細胞分化獲得的心肌細胞結構及代謝成熟相關基因上調(diào),，提示其具有促心臟前體細胞分化及成熟的功能,。上海兒童醫(yī)學中心兒科轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究所青年PI付煒副研究員表示，本項研究具有良好的轉(zhuǎn)化應用前景,，目前心血管疾病發(fā)病率及死亡率居高不下,，模擬天然心臟結構和功能特征的體外心臟模型的缺乏嚴重阻礙了心血管疾病相關研究。研究團隊所構建的電傳導一致性心肌補片未來有望為心臟傳導系統(tǒng)及心律失常機制的研究與探索提供合適模型,。此外,，經(jīng)氧化石墨烯修飾的蝴蝶翅膀的促心臟前體細胞分化及成熟的能力或?qū)椭芯咳藛T建立研究心臟發(fā)育合適模型。
付煒團隊長期致力于mRNA,、生物材料,、干細胞在心臟和組織修復再生方向的研究，近幾年在Matter,、ACS Nano,、Molecular Therapy、Journal of Controlled Release,、Biomaterials Research等專業(yè)期刊發(fā)表論文20余篇,，獲得多項國家自然科學基金項目資助,。
該論文第一作者為附屬上海兒童醫(yī)學中心兒科轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究所碩士研究生譚瑤，共同第一作者為該所碩士研究生盧婷婷,、陳穎,。共同通訊作者為附屬上海兒童醫(yī)學中心心胸外科主任醫(yī)師王偉，通訊作者為附屬上海兒童醫(yī)學中心兒科轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究所副研究員付煒,。
