Cardiac Signaling Center of MUSC, USC and Clemson, Charleston, SC, USA.
Cardiac Signaling Center of MUSC, USC and Clemson, Charleston, SC, USA; Department of Pharmacology,Georgetown University Medical Center, Washington, DC, USA.
Cell Calcium. 2019 Mar;78:1-14. doi: 10.1016/j.ceca.2018.12.006. Epub 2018 Dec 12.
The effects of acute (100 s) hypoxia and/or acidosis on Ca signaling parameters of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CM) are explored here for the first time.
Variability in I inactivation kinetics rather than cellular ancestry seems to underlie the action potential morphology differences generally attributed to mixed atrial and ventricular cell populations in hiPSC-CMs cultures. The differential hypoxic regulation of Ca-signaling in the two-cell types arises from differential Ca-dependent inactivation of the Ca-channel caused by proximity of Ca-release stores to the Ca channels.
本研究首次探讨了急性(100 秒)缺氧和/或酸中毒对人诱导多能干细胞衍生心肌细胞(hiPSC-CM)钙信号参数的影响。
1)hiPSC-CM 表达两种细胞群体:快速失活 I 型心肌细胞(τ<40ms,在 4-5 天培养物中)和缓慢失活 I 型(τ≥40ms,在 6-8 天培养物中)。2)缺氧使快速失活 I 型心肌细胞中的 I 电流抑制 10-20%,而对缓慢失活 I 型心肌细胞中的 I 电流抑制 40-55%。3)异丙肾上腺素增强 hiPSC-CM 中的 I 电流,但对缺氧抑制无增强或改变作用。4)当钡作为钙通道的电荷载体时,缺氧对两种细胞类型无差异抑制作用,提示 O 感应中的 Ca 依赖性失活。5)酸中毒使快速和缓慢失活 I 型心肌细胞中的 I 电流分别抑制约 35%和 25%。6)钙瞬变的缺氧和酸中毒抑制作用取决于是否测量全局或 RyR2 微区:在两种细胞类型中,酸中毒抑制在全局为约 25%,在 RyR2 Ca 微区为约 37%,而缺氧抑制在全局为约 20%,在 RyR2 微区为约 25%;在快速失活细胞中,在全局为约 35%,在 RyR2 微区为约 45%;在缓慢失活细胞中,在全局为约 35%,在 RyR2 微区为约 45%。
I 失活动力学的可变性而不是细胞起源似乎是 hiPSC-CM 培养物中一般归因于混合的心房和心室细胞群体的动作电位形态差异的基础。两种细胞类型中 Ca 信号的差异缺氧调节源于 Ca 释放储存与 Ca 通道的接近导致 Ca 通道的差异 Ca 依赖性失活。