ヒトの胚性および誘発性多能幹細胞由来心筋筋細胞は,鼓動率の変動性と力法則の行動を示す

科学分野:

• 心臓病学 心臓病学
• 幹細胞生物学 幹細胞生物学
• バイオフィジックス 生物物理学

背景:

• シノアトリアルノードは,心臓の主要なペースメーカーです.
• シノアトリアルノード機能不全は,不律につながり,電子ペースメーカーが必要になります.
• 電子ペースメーカーには限界があり,生物学的なペースメーカー代替品の研究を推進しています.

研究 の 目的:

• ヒト胚性幹細胞由来心筋細胞 (hESC-CMs) と誘発性多能性幹細胞由来心筋細胞 (iPSC-CMs) を潜在的な生物的ペースメーカーとして評価する.
• hESC-CMsとiPSC-CMsがヒトの鼻鼻節に匹敵する電気的活性を示すかどうかを判断する.
• これらの細胞タイプのビートレートの変動性とパワー法則の行動を評価するために.

主な方法:

• 15日間でhESC-CMsとiPSC-CMsから細胞外電図が記録されました.
• ビート・レート・タイム・シリーズは,パワースペクトル密度と非線形動力学の方法を用いて分析された.
• 薬理学的薬剤 (イソプロテレノールとカルバミルコリン) は,速度調節を評価するために使用されました.

主要な成果:

• hESC-CMsとiPSC-CMsは,15日間の期間中,安定した平均ビートレートを維持しました.
• 両方の細胞タイプは,内在的なビートレートの変動性とフラクタル行動を示した.
• イソプロテレノールはhESC-CMsとiPSC-CMsの打撃率を増加させ,カルバミルコレンは打撃率を低下させた.

結論:

• この研究は,hESC-CMsとiPSC-CMsが人間の鼻腔節のような電気的変動性とパワー法則の動態を示す最初の証拠を提供します.
• これらの発見は,hESC-CMsとiPSC-CMsが生物学的ペースメーカーとしての可能性を裏付けています.
• 患者に由来するiPSC-CMは,免疫抑制の必要性を回避して,自律的な生物学的ペースメーカーの可能性を提供します.