hiPSC-CMs成熟心肌细胞的去成熟可塑性及其在心脏再生中的意义

为解决人类诱导多能干细胞来源心肌细胞(hiPSC-CMs)成熟状态不稳定性的问题，研究人员通过药理学化合物筛选发现L型钙通道阻滞剂和Src激酶抑制剂可诱导hiPSC-CMs发生去成熟(dematuration)，表现为中心体重组、细胞周期活性恢复及转录组年轻化特征。该研究首次揭示hiPSC-CMs具有独特的去成熟可塑性，为心脏再生医学和药物毒性评估提供了新见解。

　　

心脏疾病是全球首要死因，而成年哺乳动物心肌几乎完全丧失再生能力。人类诱导多能干细胞来源心肌细胞(hiPSC-CMs)作为疾病模型和再生医学的重要工具，其"胎儿样"未成熟特性长期制约着临床应用。更关键的是，学界对hiPSC-CMs能否维持成熟状态、是否存在可塑性转变等基本科学问题缺乏认知。

瑞典卡罗林斯卡学院等机构的研究人员发现，hiPSC-CMs在特定化合物刺激下会"返老还童"——发生去成熟现象。这项发表于《Journal of Molecular and Cellular Cardiology Plus》的研究，首次系统论证了hiPSC-CMs具有独特的发育可塑性。

研究采用多组学技术联用策略：通过免疫荧光标记评估中心体完整性(PCM1/γ-tubulin共定位)；采用EdU掺入和Ki67染色检测细胞周期活性；结合qRT-PCR、批量转录组测序和单细胞RNA测序(scRNA-seq)解析分子特征。实验选用两种hiPSC-CMs来源：富士胶片公司的CDI-CMs和艾伦研究所的AICS-0060-027细胞系，并与新生大鼠心室肌细胞(NRVMs)进行对比。

【中心体完整性是hiPSC-CMs成熟标志】
研究发现hiPSC-CMs在体外成熟过程中会经历与原生心肌相似的发育事件：15天培养时90%细胞保持完整中心体(centrosome-positive)，而30天后仅18%保留该特征。中心体阳性细胞更易进入细胞周期(Ki67⁺
比例达28%)，证实中心体状态可作为评估成熟度的新型细胞学标记。

【药理学诱导去成熟现象】
在10种候选化合物筛选中，L型钙通道阻滞剂尼群地平(nitrendipine)和Src激酶抑制剂1-NA-PP1显著诱导中心体重组(4%→15%)。关键对照实验证实该现象不依赖细胞增殖：在CDK4/6抑制剂abemaciclib阻断G0/G1期时，中心体重组仍可发生。

【物种特异性响应】
NRVMs对相同处理无响应，提示hiPSC-CMs具有独特的可塑性。转录组分析显示，处理组hiPSC-CMs下调成熟标志基因(MYH7/TNNI3等)，上调细胞周期相关通路，而NRVMs无此变化。单细胞测序进一步将去成熟细胞划分为三个亚群：增殖性(Cluster 3)、未成熟(Cluster 1)和成熟(Cluster 2)表型。

这项研究颠覆了对hiPSC-CMs稳定性的传统认知：首先，中心体状态可作为评估药物诱导去成熟的客观指标；其次，常用药物如钙通道阻滞剂可能通过诱导去成熟干扰实验结果，这对心脏毒性筛查具有警示意义；更重要的是，研究为开发"锁定"hiPSC-CMs成熟状态的新策略奠定基础。

讨论部分特别指出，现有hiPSC-CMs培养体系可能无法实现真正的终末分化(terminal differentiation)，这解释了其独特的可塑性。研究人员建议未来采用Hippo通路激活剂等方案，尝试诱导完全的中心体解聚，可能获得更接近成体的心肌模型。该发现不仅对心脏再生医学有启示，也为其他hiPSC衍生细胞的研究提供了可塑性评估范式。