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孕期使用选择性血清素再摄取抑制剂（SSRIs）可能增加婴儿先天性心脏缺陷风险。研究人员利用人多能干细胞构建 2D、3D 模型，探究 SSRIs 对心脏系统的毒性及机制。结果显示，SSRIs 会导致线粒体功能障碍和肌小节结构紊乱。该研究揭示了其潜在风险。
在现代医学中，抑郁症是一种常见的精神疾病，选择性血清素再摄取抑制剂（SSRIs）作为治疗抑郁症的一线药物，被广泛使用。然而，随着其使用的增加，人们逐渐发现了一些潜在问题。孕妇服用 SSRIs 后，婴儿出现先天性心脏缺陷的概率有所上升。这一现象引起了科学界的高度关注，因为心脏发育是胚胎发育的关键阶段，任何干扰都可能导致严重后果。为了深入了解 SSRIs 对心脏系统的影响，来自美国克莱姆森大学（Clemson University）等机构的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《Communications Biology》上，这一研究对揭示 SSRIs 的潜在风险，保障母婴健康意义重大。
研究人员运用了多种关键技术方法。他们利用人多能干细胞（hPSCs）构建了 2D - 单层心肌细胞和 3D - 心脏类器官模型，这两种模型能够很好地模拟心脏发育过程。通过显微镜和高内涵成像技术，对细胞内的活性氧（ROS）水平、ATP 生成、线粒体膜电位等指标进行检测。同时，采用 RNA 测序（RNA-seq）及相关数据分析方法，深入探究基因表达变化，从而揭示 SSRIs 影响心脏发育的潜在机制。
SSRIs 对分化心肌细胞的毒性
研究人员对三种 SSRIs（氟西汀、帕罗西汀和舍曲林）在分化心肌细胞中的毒性进行评估。通过剂量 - 反应实验，确定了不同细胞系中这些药物的半数致死浓度（LC50），发现舍曲林在分化心肌细胞中的毒性相对较高。当用临床相关浓度的 SSRIs 处理细胞 5 天后，发现细胞内 ROS 水平升高，ATP 生成显著减少。利用 Agilent Seahorse XF Analyzer 检测氧气消耗率（OCR），进一步证实线粒体基础呼吸和最大呼吸均下降。不过，备用呼吸能力仅在氟西汀组降低，帕罗西汀和舍曲林组的 ATP 生成减少。这表明长期暴露于临床浓度的 SSRIs 会降低线粒体呼吸和 ATP 生成。
SSRIs 对发育中 2D - 单层心肌细胞的毒性
为研究 SSRIs 在心肌细胞分化过程中的发育毒性，研究人员应用 2D - 单层心肌细胞分化模型。确定了三种 SSRIs 在整个分化过程中的无观察不良效应水平（NOAEL）为 500 nM。研究发现，500 nM 的 SSRIs 可抑制 ATP 生成和线粒体膜电位，损害线粒体呼吸，包括基础呼吸、最大呼吸，降低备用呼吸能力和 ATP 生成。这表明 SSRIs 会诱导发育中心肌细胞线粒体功能障碍和 ATP 生成减少。
SSRIs 导致心肌细胞线粒体和肌小节结构紊乱
对暴露于 SSRIs 两周的细胞进行检测，发现分化中的 H1 心肌细胞线粒体分支长度变小，每个网络的分支数减少，说明长期暴露于 SSRIs 破坏了线粒体稳态。通过免疫荧光染色检查肌小节结构完整性，结果显示，仅帕罗西汀组肌小节长度减小，所有暴露组肌小节组织评分均显著降低，表明 SSRIs 暴露后肌小节结构紊乱。
转录组分析揭示 2D 模型中与 SSRIs 毒性相关的生物学过程
RNA-seq 分析显示，三种 SSRIs 在转录组上存在差异。主成分分析（PCA）和样本间相关性分析表明重复样本的表达模式相似且聚类。与对照组相比，氟西汀组、帕罗西汀组和舍曲林组分别鉴定出 163 个、343 个和 306 个差异表达基因（DEGs），三组间仅有 31 个共同的 DEGs，这可能意味着不同的调节机制被激活。一些代表性基因，如磷酸甘油酸变位酶 5（PGAM5）和肌球蛋白重链 7（MYH7），分别与线粒体裂变调节和肌小节组织相关。基因集富集分析（GSEA）表明，SSRIs 可能调节参与心脏功能和发育的特定调节网络。
SSRIs 对发育中 3D - 心脏类器官的毒性
研究人员采用 3D - 心脏类器官模型进一步研究 SSRIs 的发育毒性。确定三种 SSRIs 在整个分化过程中的 NOAEL 为 1000 nM。1000 nM 的 SSRIs 虽未引起心脏类器官大小的明显变化，但长期暴露会损害线粒体基础和最大呼吸，降低备用呼吸能力和 ATP 生成，这与 2D 模型的结果相似。
3D 模型的组织学和免疫荧光染色
对 3D - 心脏类器官进行组织学分析和免疫荧光染色，结果显示，帕罗西汀处理后，内皮细胞标记物 CD31 增加，心脏发育关键蛋白 WT1 减少，这表明 SSRIs 可能损害心脏发育并促进血管生成。而心肌肌钙蛋白 T（cTNT）和 α- 肌动蛋白无显著变化，这也体现了 2D 和 3D 模型在毒理学研究中的差异。
转录组分析揭示 3D 模型中与 SSRIs 毒性相关的生物学过程
对 3D - 心脏类器官进行 RNA-seq 分析，PCA 和样本间相关性分析显示重复样本表达模式相似且聚类。与对照组相比，帕罗西汀处理的类器官中有 919 个 DEGs。上调基因如纤维蛋白原 β 链（FGB）和玻连蛋白（VTN）与止血调节、血液凝固负调节和线粒体组织调节相关；下调基因如锚蛋白重复结构域 1（ANKRD1）、MYH7 等与肌小节组织、心肌组织形态发生等相关。qPCR 验证结果与 RNA-seq 高度一致，GSEA 分析也为研究调节通路提供了有价值的见解。
研究结论表明，SSRIs 通过线粒体功能障碍和肌小节结构紊乱诱导心脏毒性，这在 2D - 单层心肌细胞和 3D - 心脏类器官的形态和表型水平均有体现。转录组分析揭示了 PGAM5 和 MYH7 在这些过程中可能起重要作用。此外，SSRIs 还可能与异常出血、凝血障碍、心脏发育受损和血管生成促进有关。这一研究揭示了 SSRIs 对心脏健康的潜在风险，有助于深入理解其副作用和作用机制，为开发更安全的抗抑郁疗法提供了重要依据 。
