体外培养时间对诱导多能干细胞源性心肌细胞成熟度的影响OA北大核心

背景:研究已证实诱导多能干细胞能够定向分化为心肌细胞,但目前很少有分化心肌细胞成熟度的研究报道。目的:探讨延长诱导分化时间对诱导多能干细胞源性心肌细胞的形态、肌节长度、双核细胞含量、心脏基因表达、心脏蛋白表达和线粒体功能的影响。方法:使用骨形态发生蛋白4、CHIR 99021和IWR1诱导多能干细胞向心肌细胞分化,分别在第20天和第40天收集分化心肌细胞;采用RT-PCR和免疫荧光检测分化心肌细胞中心脏基因和蛋白的表达水平;LAS X图像分析软件分析分化心肌细胞形态和肌节长度;MitoTracker Green FM线粒体染色检测线粒体总量,JC-1线粒体染色检测线粒体膜电位。结果与结论:与第20天的分化心肌细胞相比,第40天的分化心肌细胞的细胞周长和肌节长度更长、细胞面积更大(P<0.05);多核细胞比例从第20天的16%左右大幅上升至第40天的29%左右(P<0.05);第40天的分化心肌细胞具有与原代心肌细胞更相近的基因表达水平,SERCA2A、Cx-43和α-MHC基因表达水平明显高于第20天的分化心肌细胞(P<0.05);与第20天的分化心肌细胞相比,第40天的分化心肌细胞中TNNT2和α-MHC蛋白表达水平较高,线粒体分布密度更大,且功能性线粒体数量增加(P<0.05)。结果表明:延长诱导分化时间,可以通过增加肌节长度和功能性线粒体数量以及升高心脏基因和蛋白表达水平而提高分化心肌细胞的成熟度。