齐墩果酸对hiPSCs衍生心肌细胞成熟的促进作用及机制

目的探讨齐墩果酸(OA)促进丙酮酸激酶(PK)同工型转换在人诱导多能干细胞(hiPSCs)衍生心肌细胞(hiPSC-CMs)成熟过程中的作用。方法通过时序性激活和抑制Wnt信号通路,诱导未分化hiPSCs向心肌细胞分化,在诱导第19天将hiPSC-CMs分为空白对照组(添加B27的RPMI 1640培养基)、DMSO组(添加DMSO 2μl/ml)、OA加药组(添加5 mmol/L的OA 2μl/ml),所有培养基每2 d更换1次,共处理7 d。免疫荧光及RT-qPCR检测hiPSCs中干性因子及hiPSC-CMs中心肌特异性标志物的表达情况;Western blotting检测各组PK、线粒体融合蛋白(MFN2)的表达情况;Mito-Tracker染色检测各组细胞线粒体形态,电镜观察各组线粒体超微结构;EDU染色检测各组细胞增殖情况;流式细胞仪检测各组细胞的细胞周期。结果免疫荧光染色结果显示,hiPSCs表达干性因子Nanog、Sox2,hiPSC-CMs表达心肌特异性标志物cTnT、Cx43、α-actinin。RT-qPCR检测结果显示,与诱导前的hiPSCs比较,hiPSC-CMs心肌相关基因TNNI3、MYH6、MYH7的表达明显上调,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。免疫荧光染色结果显示,与空白对照组、DMSO组比较,OA加药组细胞面积、肌节长度增加,细胞圆度指数降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。Western blotting检测结果显示,与空白对照组、DMSO组比较,OA加药组丙酮酸激酶1与丙酮酸激酶2比值(PKM1/PKM2)及MFN2的表达明显增高,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。电镜观察见OA加药组线粒体融合变长;Mito-Tracker染色结果显示,OA加药组线粒体形成更成熟的网状结构。EDU染色结果显示,与空白对照组、DMSO组比较,OA加药组细胞增殖率降低,差异有统计学意义(P<0.05)。流式细胞仪检测结果显示,与空白对照组、DMSO组比较,OA加药组多核细胞数有所增加。结论OA可促进hiPSC-CMs细胞结构、线粒体结构及形态的成熟,也可促进细胞多核化,并可通过调节PK同工型转换促进hiPSC-CMs的成熟。