心肌梗塞会导致心肌细胞丧失,并且出生后耗尽的心肌细胞增殖能力会影响心脏修复过程,最终导致心力衰竭。这项研究旨在研究聚(ADP-核糖)聚合酶1(PARP1)在心肌细胞增殖和心脏再生中的作用。我们的发现表明,PARP1敲除心肌细胞增殖,心脏功能和疤痕形成受损,而PARP1过表达改善了根尖切除术的小鼠的心脏再生。机械上,我们发现PARP1与热(ADP-核糖基)ates相互作用,热休克蛋白90 Alpha家族B成员1(HSP90AB1)与HSP90AB1和细胞分裂周期37(CDC37)(CDC37)和细胞周期酶活性之间的结合增加,因此激活了心脏模拟细胞细胞细胞周期。我们的结果表明,PARP1通过HSP90AB1的聚(ADP-核糖基)促进心脏再生和心肌细胞增殖,从而激活心肌细胞细胞周期,这表明PARP1可能是治疗心脏损伤的潜在治疗靶标。
1 上海大学理学院数学系,上海 200444;xuyaochen@shu.edu.cn 2 上海大学生命科学学院,上海 200444;mql1117@shu.edu.cn (QM);ssdrg@shu.edu.cn (JR) 3 上海海事大学信息工程学院,上海 201306;lchen@shmtu.edu.cn 4 上海交通大学医学院 & 中国科学院上海生命科学研究院干细胞生物学重点实验室,上海 200030;gw_1992@sjtu.edu.cn 5 广东农商职业技术学院计算机科学系,广州 510507; kyfeng@gdaib.edu.cn 6 中国科学院上海营养与健康研究所,中国科学院生物医学大数据中心,中国科学院计算生物学重点实验室,上海 200031; huangtao@sibs.ac.cn 7 中国科学院上海营养与健康研究所,中国科学院组织微环境与肿瘤重点实验室,中国科学院大学,上海 200031 * 通讯地址:zbzeng@shu.edu.cn(ZZ);caiyudong@staff.shu.edu.cn(YC);电话:+86-21-66136132(YC)† 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
电图尖峰振幅 - 反映传播动作电位上冲线的繁殖动作电位上冲线幅度明显小得多。房间协议之间的分化之间也存在显着差异。三种心房方案产生的单层具有尖峰幅度,聚集在<1 mV&1-5 mV范围内,但只有心房(D1RA)方法产生的尖峰幅度超过8 mV(图2e)。在心房单层中,尖峰幅度幅度与校正时或校正的FPD值之间没有相关性。产生心房(D1RA)最高尖峰幅度的区别在<0.6秒<0.6秒且校正的FPD值<150 ms,表明有可能产生上层心房样
摘要 目的:Nfix 是属于核因子 I (NFI) 家族的转录因子,该家族由四个成员 (Nfia、b、c、x) 组成。Nfix 在多种器官的发育和功能中发挥着重要作用。在肌肉发育过程中,Nfix 通过促进快肌纤维控制从胚胎到胎儿的肌肉生成。在成人肌肉中,受伤后,Nfix 的缺乏会损害再生,导致慢肌纤维含量增加。Nfix 也在心脏中表达,但其功能此前从未被研究过。我们研究了 Nfix 在这个器官中的作用。方法:使用 Nfix 缺陷型和野生型 (WT) 小鼠,我们分析了:(1) 通过 qPCR 分析发育过程中 Nfix 的表达模式;(2) 通过体内遥测和体外膜片钳分析其缺失引起的功能改变。
在过去十年中,在识别与临床疾病相关的遗传异常方面取得了巨大进展。新的实验平台将遗传变异与细胞和器官行为紊乱以及致心律失常心脏表型出现的潜在机制联系起来。诱导性多能干细胞衍生心肌细胞 (iPSC-CM) 的开发标志着在患者特定背景下研究遗传疾病的重要进展。然而,iPSC-CM 技术的重大局限性尚未得到解决:1) 看似相同的基因型扰动中的表型变异性,2) 低通量电生理测量,以及 3) 不成熟的表型可能会影响转化为成人心脏反应。我们已经开发出一种旨在解决这些问题的计算方法。我们应用了我们最近的 iPSC-CM 计算模型来预测 40 种 KCNQ1 遗传变异的致心律失常风险。将 I Ks 计算模型拟合到每个突变的实验数据,并在 iPSC-CM 模型群中模拟每个突变的影响。使用一组已知临床长 QT 表型的 15 个 KCNQ1 突变测试集,我们开发了一种基于致心律失常标志物对 KCNQ1 突变影响进行分层的方法。我们利用此方法预测其余 25 个临床意义不明的 KCNQ1 突变的严重程度。在突变扰动后,在 iPSC-CM 模型群中观察到了巨大的表型变异性。一个关键的新颖之处是我们报告了个体 KCNQ1 突变模型对成人心室心肌细胞电生理学的影响,从而可以预测突变对整个衰老过程的影响。这是将 iPSC-CM 模型中的预测反应转化为成人心室肌细胞在相同基因突变情况下的预测反应的第一步。总体而言,本研究提出了一种新的计算框架,可作为一种高通量方法,根据表型可变人群中的致心律失常行为来评估基因突变的风险。
结果:我们发现Holt -Oram综合征患者心房额外的收缩期和心室传导障碍的高发生率。TBX5 G125R/+小鼠在形态上不受影响,并且显示出可变的RR间隔,心房额外的收缩期和对心房颤动的敏感性,让人联想到TBX5-P.G125R患者。心房传导速度不受影响,但与对照组相比,在TBX5 G125R/+小鼠的分离的心肌细胞中,分离的心肌细胞中延长了收缩和舒张性细胞内钙浓度。心房的转录分析揭示了心肌细胞与其他细胞类型的最深刻的转录变化,并在一千个编码和非编码转录本上鉴定出差异表达。表观遗传分析发现了数千个TBX5-P.G125R敏感的,推定的调节元件(包括增强剂),这些元件可在心房心肌细胞中获得可及性。大多数可访问性增加的站点被TBX5占据。对于转录因子的SP(特异性蛋白)和KLF(特异性蛋白)(特异性蛋白)(特异性蛋白)(Krüppel样因子)家族的DNA结合基序的少量位点富含。这些数据表明,TBX5-P.G125R会诱导调节元件活性的变化,改变转录调控以及心肌细胞行为的变化,这可能是由DNA结合和合作特性改变引起的。
心肌细胞身份的抽象维持对于正常的心脏发育和功能至关重要。但是,我们对心肌细胞可塑性的理解仍然不完整。在这里,我们表明斑马鱼转录因子NR2F1A的持续表达可防止心室心肌细胞(VC)和起搏器心肌细胞(PC)身份的逐步获得性。NR2F1A突变体斑马鱼胚胎的流动心房心肌细胞(AC)的转录组分析显示,VC标记基因表达增加和核心PC调节基因表达的改变,包括降低NKX2.5的表达,NKX2.5,PC差异的临界抑制器。在NR2F1A突变体中心庭的动脉(流出)极点,心肌细胞溶于膨胀的房屋内管中的VC身份。然而,在中庭的静脉(流入)极(流入)的极中,AC转分化向心房朝向动脉极的PC进行了渐进式浪潮。恢复NKX2.5足以抑制NR2F1A突变体中心中的PC标记同一性,并且对染色质可及性的分析确定了在直接与PC相邻的心肌中表达的NR2F1A依赖性NKX2.5增强子。crispr/cas9介导的假定NKX2.5增强子的缺失导致表达NKX2.5的ACS的损失和PC报告的扩展,从而支持NR2F1A通过保持NKX2.5表达来限制静脉ACS中的PC差异。离散房间内的AC身份的NR2F依赖性维护可能会提供对并发结构先天性心脏缺陷和相关心律不齐的分子病因的见解。
人类诱导的多能干细胞心肌细胞(HIPSC-CMS)基于具有显着影响的心血管研究的开创性技术。他们为各种应用提供了可再生的人类心肌细胞来源,包括体外疾病建模和药物毒性测试。心脏钙调节在心肌细胞中起着至关重要的作用,并且在心血管疾病中通常失调。由于人类心脏组织的可用性有限,钙处理及其调控最常在动物模型的背景下进行研究。HIPSC-CM可以为人类生理和病理生理学提供独特的见解,尽管与成人心肌细胞相比,剩余的限制是这些细胞的相对不成熟,因此,该领域是迅速发展的技术来提高hipsc-CM的成熟度,进一步确立其在心血管研究中的地位。这篇评论介绍了心肌细胞钙循环和HIPSC技术的基础,并将详细描述我们当前对HIPSC-CMS钙的理解。
简介:先天性心脏病是与出生缺陷相关的死亡的主要原因,每 100 个活产婴儿中就有 1 个患有先天性心脏病。诱导性多能干细胞技术使得体外研究患者来源的心肌细胞成为可能。为了研究这种疾病并评估潜在的治疗策略,需要一种将这些细胞生物工程化为生理上准确的心脏组织模型的方法。方法:为了实现这一点,我们开发了一种方案,以 3D 生物打印心脏组织结构,该结构由基于层粘连蛋白-521 的水凝胶生物墨水中的患者来源的心肌细胞组成。结果:心肌细胞保持活力并表现出适当的表型和功能,包括自发收缩。根据位移测量,收缩在 30 天的培养期间保持一致。此外,根据肌节结构和基因表达分析,组织结构表现出逐渐成熟。基因表达分析还显示,与 2D 细胞培养相比,3D 结构的成熟度增强。讨论:患者来源的心肌细胞和 3D 生物打印的结合为研究先天性心脏病和评估个性化治疗策略提供了一个有前景的平台。
MBNL1调节再生和差异性心脏状态之间编程的后产后切换。Logan R.J. Bailey 1,3,4,Darrian Bugg 1,Isabella M. Reichardt 2,C。DessiréeOrtaç1,Jagadambika Gunaje 1,Richard Johnson 5,Michael J. Maccoss 5,Tomoya Sakamoto 6,Tomoya Sakamoto 6,Daniel P. Kelly P. Kelly 6,Michael Regnier 2,7,Michael Regnier 2,7,Jennerifer M.Davis 1,2,7*。 1个实验室医学与病理学,华盛顿大学西雅图,华盛顿大学。 2 Bio Gradineering,华盛顿大学西雅图,华盛顿州。 3分子和细胞生物学,华盛顿大学西雅图,华盛顿大学。 4医学科学家培训计划,华盛顿大学西雅图,华盛顿大学。 5基因组科学,华盛顿大学,西雅图,华盛顿州西雅图6心血管研究所,医学,宾夕法尼亚州宾夕法尼亚大学,宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州。 7华盛顿州西雅图市华盛顿大学转化肌肉研究中心 *对应:jendavis@uw.edu摘要发现心肌细胞的成熟度的决定因素和差异化状态的维持对于理解发展和可能重新研究成人哺乳动物心脏作为治疗策略的内源性再生计划至关重要。 在这里,RNA结合蛋白肌肉闪烁1(MBNL1)被确定为心肌细胞分化状态的关键调节剂及其通过对RNA稳定性的转录组控制的再生潜力。 在发育过早过渡的心肌细胞早期,靶向MBNL1过表达,向肥厚性生长,发育不全和功能障碍,而MBNL1功能的丧失会增加心肌细胞周期的进入和通过改变细胞周期抑制剂转录物的扩散。Logan R.J. Bailey 1,3,4,Darrian Bugg 1,Isabella M. Reichardt 2,C。DessiréeOrtaç1,Jagadambika Gunaje 1,Richard Johnson 5,Michael J. Maccoss 5,Tomoya Sakamoto 6,Tomoya Sakamoto 6,Daniel P. Kelly P. Kelly 6,Michael Regnier 2,7,Michael Regnier 2,7,Jennerifer M.Davis 1,2,7*。1个实验室医学与病理学,华盛顿大学西雅图,华盛顿大学。2 Bio Gradineering,华盛顿大学西雅图,华盛顿州。 3分子和细胞生物学,华盛顿大学西雅图,华盛顿大学。 4医学科学家培训计划,华盛顿大学西雅图,华盛顿大学。 5基因组科学,华盛顿大学,西雅图,华盛顿州西雅图6心血管研究所,医学,宾夕法尼亚州宾夕法尼亚大学,宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州。 7华盛顿州西雅图市华盛顿大学转化肌肉研究中心 *对应:jendavis@uw.edu摘要发现心肌细胞的成熟度的决定因素和差异化状态的维持对于理解发展和可能重新研究成人哺乳动物心脏作为治疗策略的内源性再生计划至关重要。 在这里,RNA结合蛋白肌肉闪烁1(MBNL1)被确定为心肌细胞分化状态的关键调节剂及其通过对RNA稳定性的转录组控制的再生潜力。 在发育过早过渡的心肌细胞早期,靶向MBNL1过表达,向肥厚性生长,发育不全和功能障碍,而MBNL1功能的丧失会增加心肌细胞周期的进入和通过改变细胞周期抑制剂转录物的扩散。2 Bio Gradineering,华盛顿大学西雅图,华盛顿州。3分子和细胞生物学,华盛顿大学西雅图,华盛顿大学。4医学科学家培训计划,华盛顿大学西雅图,华盛顿大学。5基因组科学,华盛顿大学,西雅图,华盛顿州西雅图6心血管研究所,医学,宾夕法尼亚州宾夕法尼亚大学,宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州。 7华盛顿州西雅图市华盛顿大学转化肌肉研究中心 *对应:jendavis@uw.edu摘要发现心肌细胞的成熟度的决定因素和差异化状态的维持对于理解发展和可能重新研究成人哺乳动物心脏作为治疗策略的内源性再生计划至关重要。 在这里,RNA结合蛋白肌肉闪烁1(MBNL1)被确定为心肌细胞分化状态的关键调节剂及其通过对RNA稳定性的转录组控制的再生潜力。 在发育过早过渡的心肌细胞早期,靶向MBNL1过表达,向肥厚性生长,发育不全和功能障碍,而MBNL1功能的丧失会增加心肌细胞周期的进入和通过改变细胞周期抑制剂转录物的扩散。5基因组科学,华盛顿大学,西雅图,华盛顿州西雅图6心血管研究所,医学,宾夕法尼亚州宾夕法尼亚大学,宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州。 7华盛顿州西雅图市华盛顿大学转化肌肉研究中心 *对应:jendavis@uw.edu摘要发现心肌细胞的成熟度的决定因素和差异化状态的维持对于理解发展和可能重新研究成人哺乳动物心脏作为治疗策略的内源性再生计划至关重要。在这里,RNA结合蛋白肌肉闪烁1(MBNL1)被确定为心肌细胞分化状态的关键调节剂及其通过对RNA稳定性的转录组控制的再生潜力。在发育过早过渡的心肌细胞早期,靶向MBNL1过表达,向肥厚性生长,发育不全和功能障碍,而MBNL1功能的丧失会增加心肌细胞周期的进入和通过改变细胞周期抑制剂转录物的扩散。此外,与雌激素相关受体信号轴MBNL1依赖性稳定轴对于维持心肌细胞成熟至关重要。根据这些数据,调节MBNL1剂量调整了心脏再生的时间窗口,在该窗口中,增强的MBNL1活性使肌细胞增殖产生了,MBNL1的缺失促进了肌细胞增殖延长的再生状态。总的来说,这些数据表明MBNL1在产后和整个成年期之间充当整个再生和成熟的心肌细胞状态之间的转录组切换。关键字心脏再生,心肌分化,产后发育,转录组稳定,RNA成熟