내분비 교란 특성을 지닌 널리 사용되는 산업 화학물질인 비스페놀 A(BPA)는 발달 및 심장독성에 대한 우려를 제기한다. 우리는 인간 만능줄기세포(hPSC) 유래 심근세포를 2차원 및 3차원(3D) 배양에서 사용하여 단계 특이적(stage-specific) 심장독성 평가 플랫폼을 구축하였다. ⩾10 µM의 BPA 노출은 단계 의존적으로 세포 생존성을 유의하게 감소시키고, OCT4, NKX2-5, cTnT와 같은 만능성 및 심장 계통 마커의 발현을 하향 조절하였다. 전기생리학적 분석 결과, 10 µM BPA에 대한 급성 노출은 hPSC 유래 심근세포의 활동전위를 교란하여 막 탈분극과 리듬 장애를 유발하였다. 또한 10 또는 50 µM BPA로 처리한 3D 심장 조직은 TEM 및 박동(beating) 분석을 통해 관찰되었듯이 심한 미토콘드리아 변형과 수축 기능 손상을 보였다. 이러한 효과를 개인화된(human hPSC line) hPSC 계통에서 재현함으로써 환자 특이적 독성 평가를 위한 플랫폼의 적용 가능성을 검증하였다. 본 연구 결과는 BPA와 같은 환경 유해물질의 포괄적 심장독성 평가를 위해 발달 단계 특이적 모델과 3D 인간 관련 모델을 통합하는 것의 중요성을 강조한다.

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