心脏细胞研究获得NSF生物医学助理教授职业奖

这是心脏月，宾汉姆顿大学，纽约州立大学教师的新研究可能会导致更好地了解人类心脏细胞的功能。

考虑到心脏是人体中最关键的器官，关于它是如何工作的，我们还有很多事情不知道。

作为宾汉姆顿大学过去五年的教职员工，助理教授Tracy Hookway获得了国立卫生研究院和其他来源的资助，用于创建人类心脏细胞的2D和3D模型并研究其功能。

她将继续这项重要的研究，这要归功于为期五年，价值500万美元的国家科学基金会职业奖，该奖项将探索自主神经刺激对工程心脏组织功能的作用。CAREER补助金支持有潜力成为研究和教育学术榜样的早期职业教师。

Hookway将研究加快心脏跳动率的交感神经元和减慢心脏跳动速度的副交感神经元之间的相互作用。她称之为“战斗或逃跑”反应与“休息和消化”反应。测量心率变异性 - 就像我们的Fitbits和智能手表一样 - 是整体心脏健康的关键指标。

“如果你看看在这个领域发表的研究，很少有人关注这个特定的细胞群，但它在保持心脏不断跳动方面起着至关重要的作用，”托马斯·J·沃森工程与应用科学学院生物医学工程系的教员Hookway说。

“来自神经系统的电信号刺激心脏中的特定位置，但整个心脏的神经元有助于微调你的心跳频率。

她看到了为什么这种类型的心脏研究没有在很大程度上完成的几个原因。首先，生物工程师主要专注于将他们对人类细胞的理解减少到基础。

“这是一个很好的起点，”她说。“我们已经在那里工作了一二十年，但我们开始意识到，我们只能概括功能到一定程度。太简单了，还有什么影响功能?

此外，由于她研究人体组织模型，因此获得心脏细胞尤其具有挑战性：“我不能只是对某人的心脏进行活检并开始在实验室中培养它 - 即使我可以，这些特定的细胞也不会分裂，也不能在培养中扩增。直到最近10到<>年，干细胞衍生的人群才开始受到关注，而且要做到这一点既困难又昂贵。

Hookway希望更多地了解交感神经和副交感神经系统的推拉，将导致越来越准确的心脏细胞实验室模型。这些知识可以帮助心脏移植，神经退行性疾病，干细胞疗法和药物研究。

“肝脏和心脏毒性是药物失败的两个最大原因，因此药物研究人员需要良好的平台来测试所有候选药物化合物，”她说。“有时是在细胞培养物上完成的，有时是在动物模型上完成的，但动物模型与人类的反应之间存在很大的脱节。她正在开发的基于人类的干细胞模型可能是关键。

作为NSF资助教育部分的一部分，Hookway将为高中生和本科生开发基于游戏的教育模块，包括组织工程，心血管生理学，生物制造和干细胞生物学。她喜欢游戏，并认为这是促进对科学产生更大兴趣的好方法。

“我特别想针对我们地区的一些农村社区，他们不容易获得我们在校园里的一些项目，”她说。

Hookway不仅感谢她的BME同事和学生的支持，也感谢沃森学院和宾汉姆顿大学作为一个整体的支持。她特别感谢研究部战略研究计划办公室的“承诺提交”计划帮助她申请了NSF CAREER。

“它帮助我保持正轨，并确保我达到里程碑来完成这项工作，”她说。

她也很感激NSF在她第一次尝试时选择她获得CAREER资助：“这证实了你提出的问题真的很重要，其他人也看到了。我认为这是一种信心的提升。它还提供了更大的灵活性，可以更轻松地进行合作，因为我们想问的一些基本问题可以在这笔赠款下得到解答。