基于iPSCs诱导的心肌细胞探讨细胞骨架及极性在心肌致密化不全中的改变及机制

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangdeyu520
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目的:构建心肌致密化不全(Left ventricular noncompaction,LVNC)患者来源的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs),并进行心肌细胞的体外诱导分化,将诱导成熟的心肌样细胞(Cardiomyocytes,CMs)进行转录组测序,并观察其细胞骨架及极性相关蛋白的改变情况,初步探讨导致LVNC发病的潜在机制。方法:将LVNC患者及正常人的尿液细胞进行重编程获得iPSCs细胞系,并体外诱导分化为心肌细胞。对诱导成熟的心肌细胞进行转录组测序,透射电镜观察两组心肌细胞骨架的形态学改变,免疫荧光技术观察细胞骨架相关蛋白纤维状肌动蛋白(F-actin)、微管蛋白二聚体(ɑ/β-tublin)和极性蛋白Par6,黏着斑蛋白(vinculin)在两组心肌细胞中的分布和表达的变化,Western Blot检测细胞骨架及极性Rho/ROCK通路关键蛋白Ras同源基因家族成员A(Ras homolog gene family member A,RhoA)的表达及其磷酸化情况。结果:两组细胞均阳性表达胚胎干细胞表面分子标志物Oct4、Sox2、SSEA4、TRA1-81,且可诱导产生具有自主搏动节律的心肌细胞团,免疫荧光检测示心肌细胞表面标志c Tn T、ɑ-actinin表达阳性,转录组测序结果显示有多个差异基因与微管联系紧密;与对照组相比,透射电镜观察到患者组心肌细胞骨架排列紊乱,免疫荧光发现骨架相关蛋白ɑ/β-tublin表达下调(P<0.01),提示微管稳定性降低,F-actin表达下调(P<0.001),vinculin表达下调且分布不均匀,于细胞膜处明显浓聚(P<0.001),极性蛋白Par6表达上调(P<0.01),提示细胞极性发生了改变;Western blot结果提示患者组RhoA蛋白表达水平明显上调(P<0.01),磷酸化程度显著增高。结论:LVNC患者来源的心肌细胞骨架和极性确实存在异常,Rho/ROCK通路关键蛋白RhoA的表达上调及磷酸化水平改变可能是其发生的潜在机制之一。
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