黑白透射电镜图像中的心肌细胞与细胞之间的胶原、基底膜和神经束。
心肌细胞及其周围细胞外结构的透射电镜图像。(Prof Giorgio Gabella / Wellcome Collection;CC BY 4.0)

二维心肌细胞和三维工程心组织呈现成熟相关变化

美国明尼苏达大学(University of Minnesota)团队在 Journal of Molecular and Cellular Cardiology 发表研究,考察 GLI 信号调节对心肌成熟的影响。实验采用人诱导多能干细胞(iPSC)来源心肌细胞,分别在二维培养与三维工程心组织中进行药理和功能研究。

GANT61 处理后,心肌细胞形态的方向性增强,肌节排列更有序,自发搏动频率降低,动作电位也呈现更成熟的特征。三维工程心组织的细胞排列、组织结构及收缩功能得到改善。药理或遗传方式激活 GLI,则抑制了成熟相关表现。

线粒体相关表达和成像提示 PGC1α 的参与

转录与基因表达分析显示,PGC1α、NRF1 和 MFN2 表达增加,脂肪酸氧化相关基因也上调。共聚焦成像观察到更广泛的线粒体网络,分支和连接增多;mtND1 与 mtND5 水平上升,与线粒体 DNA 拷贝数和生物发生增加相符。

GANT61 同时提高 MEF2A 的转录和蛋白水平。基序分析提示 PGC1α 启动子邻近区域可能存在 MEF2A 结合位点,MEF2A 可能参与 PGC1α 的表达调节。药理抑制 PGC1α 后,GANT61 引起的结构和功能变化减弱。作者据此讨论 GLI 调节作为改善体外人源心肌模型的一种策略。

来源与延伸阅读

  1. Pharmacological modulation of GLI signaling promotes human iPSC-derived cardiomyocyte maturation via PGC1α-associated mitochondrial programs. Journal of Molecular and Cellular Cardiology (2026). ↗