Sydänkudoksen molekyyli- ja solukarakterisointi synnytyksen jälkeisessä kehityksessä

Farmakologisten ja kirurgisten hoitojen ekstrapolointi aikuisten (AD) tutkimuksista imeväisille (INF) on ongelmallista, koska tieto ihmisen INF-sydänsolujen soluelektrofysiologiasta ja molekyylibiologiasta on rajallista. Tutkijat ovat tutkineet kehityseroja kanin kammiosoluissa ja laajentavat nämä tutkimukset nyt AD-, nuorista aikuisista (YAD) tai INF-potilaista eristettyihin eteis- ja kammiosoluihin.

Tutkimuksen tavoitteet ovat seuraavat:

1. Kehityserot eteissolujen ohimenevässä ulospäin suuntautuvassa virrassa. Tutkijat laajentavat tutkimuksensa YAD:ista eristettyihin soluihin ja kudoksiin (ikä 14-20). Lisäksi sydämen myosyyteistä on löydetty useita muita lisä-beeta-alayksiköitä, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa Kv-kanavien kanssa ja säädellä näiden kanavien toimintaa. Tutkimusryhmä määrittää näiden ihmisen eteisen Iton oletettujen säätelijöiden suhteelliset määrät määrittääkseen, mitkä korreloivat Ito-kinetiikan kehitysmuutosten kanssa.
2. Kalsiumvirran amplitudin ja säätelyn kehityserot eteissoluissa. Tutkijat olettavat, että INF-eteissoluilla on inhibiittoreiden G-proteiinien välittämä tonisinen adenylyylisyklaasin (ja siten ICa:n) esto, mikä mahdollisesti liittyy adenosiini A1 -reseptorin konstitutiiviseen aktiivisuuteen, ja että AD- tai YAD-soluihin verrattuna niillä on suurempi herkkyys estäjille. fosfataasien ja fosfodiesteraasien kehitys, ja että kehitysmuutokset ICa:n perusamplitudissa ja beetasympaattisessa modulaatiossa korreloivat inhiboivien G-proteiinitasojen, M2- ja A1-reseptorien reseptorilukujen ja konstitutiivisen estoaktiivisuuden kanssa.
3. Eteissolujen kalsiumtransienttien modulaatio AP-aaltomuodon ja kehitysiän muutoksilla. Tutkimusryhmä testaa hypoteesia, jonka mukaan jälkipotentiaalin (AP) varhaisen repolarisaatiovaiheen pitkittyminen lisää Ca2+:n sisäänpääsyä ja että YAD-solut poistavat Ca2+:a sytoplasmasta nopeammin kuin INF-solut, ja selvittää, Na-Ca2+-vaihtovirta (INCX) ) on suurempi INF-soluissa kuin AD- tai YAD-soluissa.
4. Ca-virran ja transientien ja supistumiskyvyn kehityserot kammiosoluissa. Tutkijat ehdottavat, että INF-soluilla ja kudoksilla on alhaisempi perus-ICa, pienempi voimakkuus isoproterenolistimulaatiossa, korkeammat Gialpha3- ja A1-reseptoritasot, suurempi adenosiinin estokyky ja ICa:n tonisoiva esto. Ehdotamme myös, että YAD-soluilla on alhaisemmat NCX- ja INCX-tasot, korkeammat SERCA-tasot ja nopeampi Ca2+:n poisto sytoplasmasta. Aiemmat eläintutkimukset ovat osoittaneet erilaisia ​​kehitysmuutoksia sydänsoluissa. Tutkimme erityisesti ihmisen postnataalisia kehitysmuutoksia Itossa, ICa:n säätelyä ja solunsisäisiä Ca2+-transientteja.
5. hPSC-CM:iden rakenteellinen, toiminnallinen ja metabolinen kypsyminen. Tutkijat ehdottavat, että 3D-sydänpallojen yhdistelmät useiden ympäristön vihjeiden kanssa mitokondrioiden rasvahappohapettumisreitin (FAO tai beetahapetus) parantamiseksi edistävät hPSC-CM:ien toiminnallista ja metabolista kypsymistä ja luovat kliinisesti merkityksellisemmän mallin. käyttämällä kudostekniikkaa yhdistettynä farmakologisiin aineisiin säätelemään FAO:n aineenvaihduntaan osallistuvia signaaleja ja sopivaa kasvutekijää ja hormonaalista signalointia, jotka jäljittelevät mikroympäristöä CM:iden kypsymiselle.