在生理PDMS聚合物上对iPSC衍生的心肌细胞的基质硬度依赖的代谢重编程
Leena Patel1, Bryan P Marzullo2, Jonathan Barlow3
1Department of Cardiovascular Sciences, School of Medical Sciences, University of Birmingham, Birmingham, UK.
Metabolic engineering communications
|July 24, 2025
概括
心脏细胞外矩阵 (ECM) 刚性改变心肌细胞 (CM) 代谢. 较硬的基板,如塑料,诱导iPSC-CMs中的病态葡萄糖代谢,与生理基板不同.
科学领域:
- 心血管研究研究心血管研究
- 细胞的新陈代谢
- 生物材料科学 生物材料科学
背景情况:
- 心脏病理包括由于细胞外基质 (ECM) 沉积而导致心肌硬度增加.
- 心肌细胞 (CM) 的新陈代谢从健康的心脏中的脂肪酸氧化转变为患病状态中的葡萄糖利用.
- 关于ECM硬度对CM代谢转变的影响,仍未得到充分研究.
研究的目的:
- 研究不同细胞外矩阵 (ECM) 刚度对诱导的多能干细胞衍生心肌细胞 (iPSC-CM) 代谢的影响.
- 为了比较iPSC-CM在生理性基质上的代谢与传统细胞培养塑料.
主要方法:
- iPSC-CMs是在健康 (20 kPa) 和纤维 (130 kPa) 刚度的聚甲基 (PDMS) 基板上和塑料上培养的.
- 使用同位素标记质谱与中央碳追踪进行了代谢分析.
- 通过细胞外流量分析评估实时细胞生物能学.
主要成果:
- 质谱检测显示,与较软的PDMS基板相比,在塑料上培养的iPSC-CM中葡萄糖利用率增加.
- 细胞外流量分析显示,塑料上的iPSC-CMs产生的乳酸流量较大,表明糖分流量增加.
- 这些发现表明,在刚硬的非生理基质上,有氧糖解转向了有氧糖解.
结论:
- 在标准细胞培养塑料上培养iPSC-CMs诱导了病理代谢特征.
- 生理基质对于准确评估心肌细胞代谢至关重要,特别是在疾病建模中.
- 这突显了基质特性在研究心脏细胞代谢和疾病中的重要性.
