2020年2月19日和3月13日，北京大学汤超教授以及大阪大学刘莉教授团队（共同一作为李俊君和张璐博士）在Scientific Reports和Communications Biology杂志上发表文章Analysis of circulating Waves in tissue Rings derived from Human induced pluripotent Stem cells和Circulating re-entrant waves promote maturation of hiPSC-derived cardiomyocytes in self-organized tissue ring。文章以诱导性多能干细胞诱导的心肌细胞为研究对象，揭示了由此类细胞构造的细胞环上自发形成的电信号形式的行波可以有效提高细胞的成熟度，并在所建立的对应数学模型的基础上，详细分析了此类行波的动力学行为特征。
高纯度iPS细胞诱导的心肌细胞可以通过定向分化技术获得，但是，这类细胞与成人的心肌细胞相比还不够成熟，会限制它们在药物筛选和再生医疗中的应用。前人的研究结果表明，快速的电信号刺激可以有效地提高iPS细胞诱导的心肌细胞的成熟度。因此，我们在传统培养装置的基础上进行了装置的改良，iPS细胞诱导的心肌细胞可以在此培养装置上自组织地形成细胞环结构，借助绿色荧光信号对细胞进行标记，我们发现在形成细胞环后，有电信号形式的波在细胞上传播。这类行波可以不断地驯化细胞，让细胞变得更加成熟。
与此同时，在HH模型体系与电缆方程的基础上，我们也构造了与实验对应的理论模型。通过大量的理论模拟和数学分析，我们发现了维持行波在细胞环上稳定传播的关键因素，也找到了间隙连接蛋白强度对行波稳定传播的影响，同时发现位于波前的细胞之间的电势差是决定行波传播速度的关键因素。我们的研究结果不仅提出了一种提高iPS细胞诱导的心肌细胞成熟度的新方法，同时对于心脏中折返问题的研究也具有一定的借鉴意义。
