近日，国家儿童医学中心（上海）、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心付炜团队在Q1区期刊Bioengineering &Translational Medicine在线发表了题为“Engineering a Conduction-Consistent Cardiac Patch with Graphene Oxide Modified Butterfly Wings and Human Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes”（利用氧化石墨烯修饰的蝴蝶翅膀和人诱导多能干细胞来源心肌细胞构建电传导一致性的心肌补片）的研究论文。本论文基于人体心脏两大重要特征（心肌细胞定向排列和心肌细胞间一致性电传导），利用经氧化石墨烯修饰的蝴蝶翅膀和人诱导多能干细胞来源心肌细胞构建电传导一致性心肌补片，为心脏电信号传导研究提供新型模型。

蝴蝶翅膀是一种天然材料，其表面由特殊的拓扑结构组成，具有定向粘附功能及定向传输特性；此外，其面积-体积比大、孔隙率高，符合组织工程领域常用材料特征；它的易获得性与易修饰性也是其用于构建心肌研究模型的一大优势。氧化石墨烯具有良好的机械及电学特性，可以促进细胞粘附、生长和增殖，还具有强大的表面化学特性及特殊的抗菌性能，是一种极具前景的心脏组织工程支架材料。本研究利用氧化石墨烯修饰蝴蝶翅膀以增强其导电性能，并将经修饰改造的蝴蝶翅膀与人诱导多能干细胞来源心肌细胞结合构建电传导一致性心肌补片。

研究结果显示，经氧化石墨烯修饰的蝴蝶翅膀可引导接种于其上的心肌细胞定向排列，增强细胞间的连接性和电传导一致性。此外，它可促进接种于其上的人诱导多能干细胞来源心脏前体细胞的增殖，且基因测序结果显示该细胞分化获得的心肌细胞结构及代谢成熟相关基因上调，提示其具有促心脏前体细胞分化及成熟的功能。上海儿童医学中心儿科转化医学研究所青年PI付炜副研究员表示，本项研究具有良好的转化应用前景，目前心血管疾病发病率及死亡率居高不下，模拟天然心脏结构和功能特征的体外心脏模型的缺乏严重阻碍了心血管疾病相关研究。研究团队所构建的电传导一致性心肌补片未来有望为心脏传导系统及心律失常机制的研究与探索提供合适模型。此外，经氧化石墨烯修饰的蝴蝶翅膀的促心脏前体细胞分化及成熟的能力或将帮助研究人员建立研究心脏发育合适模型。

付炜团队长期致力于mRNA、生物材料、干细胞在心脏和组织修复再生方向的研究，近几年在Matter、ACS Nano、Molecular Therapy、Journal of Controlled Release、Biomaterials Research等专业期刊发表论文20余篇，获得多项国家自然科学基金项目资助。

该论文第一作者为附属上海儿童医学中心儿科转化医学研究所硕士研究生谭瑶，共同第一作者为该所硕士研究生卢婷婷、陈颖。共同通讯作者为附属上海儿童医学中心心胸外科主任医师王伟，通讯作者为附属上海儿童医学中心儿科转化医学研究所副研究员付炜。