人源 pluripotent 干细胞系衍生心肌细胞 graft 与宿主心尖部组织电生理相互作用的数值模型
组织与器官
2026-05-05 v1 数值分析
数值分析
摘要
人源 pluripotent 干细胞系衍生心肌细胞(hPSC-CMs)是再生心肌后卵象症后肌肤的有前景的疗法,但其应用受限于移植后短时间内发生的 graft-related arrhythmias。实验研究表明,这些 arrhythmias 可源于 graft 内部,可能充当异常心脏节律发生器,然而主导成功激动宿主组织机制尚不清楚。特别是,宿主组织接口的电连接作用至关重要,但难以直接测量或控制。计算机建模可在此方面提供帮助。本文提出一种计算框架,使我们能够系统地研究 graft-host 电生理相互作用,采用具有生理可解释性的参数化方式。我们将 graft-host 接口建模为具有特定导电性的内部边界,直接控制其耦合强度,以可测量组织特性为单位。我们给出支配方程并在已建立的心脏建模平台上实现了有限差分和有限元离散化。使用代表性解剖和生理配置,演示了接口导电性变化如何影响自发性 graft 活动诱发宿主组织激动传播的能力。该框架提供了一个可重复、机制透明的工具,用于研究 graft-related arrhythmogenesis,为评估心脏细胞疗法中减缓 arrhythmic risk 的策略奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2605.01083,
title = {Modelling the electrophysiological interactions between human pluripotent cell-derived cardiomyocite grafts and host ventricular tissue},
author = {Suran Galappaththige and Vadim N Biktashev and Faisal J Alibhai and Michael Laflamme},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01083},
year = {2026}
}
备注
23 pages, 10 figures, as submitted to PLOS Comp Biol