采集数据包括多种单细胞力学指标：测细胞收缩的速度和细胞力度、细胞大小、面积、真正产生的功率，收缩时的角度x轴y轴，产生的速度差和力差等。
图1小鼠心脏ECM介导的CMs增殖中Agrin的筛选鉴定
首先，为了研究细胞外基质（ECM）在心脏再生中的作用，作者选取新生小鼠（P1）和一周大（P7）的小鼠的ECM开展实验：将ECM中的细胞去除，仅留下基质，将其分别加入到体外培养的心肌细胞中，对心肌细胞Ki67指标进行检测。得出新生小鼠的ECM更容易使心肌细胞增殖（图1a-d），且以MMP依赖的方式进行诱导（图1e-h）。通过质谱方法确定新生小鼠（P1）和一周大（P7）的小鼠的ECM中主要区别成分为Agrin，这种物质促进心肌细胞增殖。通过RNA、Westernblot和免疫荧光分析进一步验证了新生小鼠（P1）ECM中Agrin含量更高（图1i-k）。另外，还通过实验证明了Agrin可以在体外促进CM增殖（图1l）。
图2Agrin延缓新生小鼠CMs成熟，是新生小鼠手术切除后心脏再生所必需的
通过杂交手段，构建Agrin基因缺失的小鼠cKO（图2a）。对Agrin-cKO小鼠心脏中Agrin蛋白和mRNA表达的分析证实了等位基因被有效地删除（图2b-d）。Agrin-cKO-CMs的肌节结构表现出更成熟的状态，肌节α-肌动蛋白和T-小管标记物定位效果增强（图2e）。同样，在Agrin-cKO心脏中，通过westernblot（图2f）和线粒体标记物Tom20（图2g）染色对Myh6/Myh7比率的量化显著提高。P1Agrin-cKO心脏切片显示横纹肌节染色增加，CMs细胞周期活性降低（图2h，i）。这些现象表明，Agrin在新生小鼠期会起到抑制CM成熟的作用（图2e-g）
最后，检测Agrin-cKO小鼠心脏再生是否受损。P1小鼠接受心脏切除术，并在1周和4周后进行评估（扩展数据图5i）。采用Masson三色染色的组织学检查显示，相对于野生型小鼠，Agrin-cKO小鼠的纤维化程度升高（图2j-l），与心功能降低一致（图2m，n）。相应地，在Agrin-cKO心脏，CMs增殖减少（图2o，p）。综上所述，这些结果表明Agrin对于新生小鼠心脏再生是必要的，但对于出生后心脏的生长和维持并不是严格要求的。
图3Agrin诱导成年小鼠心脏再生
接着研究了重组Agrin是否能促进成年小鼠CMs的增殖和心脏再生（图3）。单次向心肌内注射Agrin（50μL,20μg/mL），PBS作为对照。Agrin处理可诱导邻近于幼年心脏和成年心脏梗死区健康心肌中的CMs重新进入细胞周期（图3a-c）。心肌梗死后4天的成年小鼠心脏组织学分析显示，两组受损区域相似，但从第14天开始，Agrin处理心脏瘢痕组织面积减少，到第35天显著减少（图3d、e）。此外，Agrin处理可以改善心肌梗死后的心功能，这两种模型的超声心动图都很明显（图3f、g）。与对照组相比，Agrin处理的小鼠还表现出壁厚的保留和对扩张型心肌病的保护作用（图3h）。
图4Agrin通过Dag1、ERK和Yap信号转导促进CM增殖
图5Agrin促进hiPSC-CMs增殖并减弱其成熟
总结
在该研究中，细胞成像技术在hiPSC-CMs的组织学分析中起到了至关重要的作用，一台能够迅速对多孔位细胞样品进行快速高通量测试的仪器可让研究工作达到事半功倍的效果。
来自英国Plexithermo的HCells高通量单细胞、器官功能测量及纳米水凝胶3D培养系统：可针对单个细胞形态、细胞张缩力、张缩速度、张缩功率、离子浓度变化、细胞运动轨迹，方向和频率，以及速度或距离量化等进行批量测量，达到每小时300个以上单细胞的数据采集，真正实现高通量单细胞采集。
1、心肌细胞
采用超速成像纳米水凝胶技术。保证药物一定浓度水平下批量测心肌细胞的力学指标和离子浓度变化。测细胞收缩的速度和细胞力度、细胞大小、面积、真正产生的功率，收缩时的角度x轴y轴，产生的速度差和力差等，并且可以模拟器官硬度。通过轨迹分析选择跟踪区域和运动方向。软件对迁移单元的速度或距离进行量化。可以分析细胞运动的频率。细胞跟踪检测轨迹并提供定量数据跟踪功能还可以分析面积、周长和圆度等参数，使软件能够跟踪形状变化，例如体外心肌细胞。
2、细胞迁移和精子运动轨迹
跟踪函数检测细胞轨迹，并可以计算定量数据，例如：作为轨迹（xy图表），距离和速度。这使得系统具有检测和测量功能，例如细胞迁移和精子运动的轨迹。
3、动态跟踪可以分析细胞增殖的变化，如菌落形成。
4、人iPS细胞衍生神经细胞的细胞活力测定：
可以测量神经元的运动。神经元运动的功率谱密度（PSD）可用于准确预测细胞死亡。PSD表示一个单元在频域中的运动强度。神经元培养的PSD比传统的生存能力测量更精确地预测细胞死亡。
5、核跟踪特征可用于分析癌细胞迁移。
测量对象：癌细胞、斑马鱼、精子、菌落、贴壁细胞（如：急性分离的成年小鼠细胞，乳鼠细胞、成年大鼠的心肌细胞、骨骼肌细胞、
参考文献:
EladBassat,YaraEidMutlak,AlexGenzelinakhetal.TheextracellularmatrixproteinAgrinpromotesheartregenerationinmice.Nature,Publishedonline05June2017,doi:10.1038/nature22978
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