人类诱导多能干细胞衍生心肌细胞 (hiPSC-CMs) 的细胞架构和动力学在带有空间模式的拉米宁和N-卡德林的水凝上

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 细胞生物学 细胞生物学
• 心血管研究研究心血管研究

背景情况:

• 在水凝上微模式化细胞外基质 (ECM) 蛋白质可以改善细胞结构的可重复性,并有助于单细胞行为研究.
• 人类诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞 (hiPSC-CMs) 是心脏研究的一个有价值的模型,有模式的细胞显示出更成熟的表型.
• 虽然微模式的hiPSC-CM对增强了收缩性,但单个hiPSC-CMs与N-cadherin等粘附蛋白的模式的影响仍然不清楚.

研究的目的:

• 调查单个hiPSC-CMs与N-cadherin的模式是否会影响它们的结构和功能.
• 开发和利用一种新的双蛋白模式方法,用于强大的细胞粘附和力感应.
• 使用引力显微镜来比较在双蛋白模式上培养的hiPSC-CM与仅含拉米尼的模式.

主要方法:

• 在水凝上开发了一种双蛋白格式化工艺,使用共价结合的拉米林和N-cadherin.
• 在可变形水凝上使用几何控制的单一hiPSC-CM用于引力显微镜 (TFM).
• 经验证的hiPSC-CM与N-cadherin的相互作用使用免疫光染和分析的细胞面积,收缩性,瘤组织和力产生.

主要成果:

• 双蛋白模式上的hiPSC-CMs与仅含拉米尼的模式相比,在sarcomere方向上增加了细胞面积和收缩性.
• 在两种条件之间,在sarcomere组织或总力量产生方面没有观察到显著差异.
• 在单细胞hiPSC-CM模型中,N-cadherin终端盖只提供了适度的改善.

结论:

• 在机械生物学研究中证明了一种用于聚烯胺水凝上的共价多蛋白模式的新方法.
• 单独的N-cadherin模式不能足够增强单个hiPSC-CMs,以匹配在hiPSC-CM对中观察到的收缩性改善.
• 细胞与细胞的相互作用,而不是单细胞N-cadherin模式,似乎对于显著的收缩性增强在hiPSC-CMs至关重要.