心肌细胞双轴长度-张力关系及肌节间距动态变化的单细胞水平研究

来自研究人员的最新研究通过细胞微双轴拉伸技术（CμBS），揭示了新生儿小鼠心肌细胞在单细胞水平上双轴拉伸对收缩功能的调控机制。研究发现，沿细胞长轴和短轴拉伸均呈现钟形长度-张力曲线，但Z盘间距与力的关系存在差异，并建立了同时考虑肌动蛋白-肌球蛋白重叠效应和肌节晶格间距影响的模型。该研究为理解心脏力学行为提供了新视角。

　　这项创新性研究利用细胞微双轴拉伸（cellular microbiaxial stretching, CμBS）技术，在图案化培养的新生小鼠心肌细胞中首次构建了双轴长度-张力关系。当细胞沿长轴拉伸时，经典的钟形曲线得以重现；而短轴拉伸实验则意外发现：虽然力-长度曲线形态相似，但Z盘间距与收缩力的关系呈现独特模式。研究人员突破性地提出新模型，同时考量肌动蛋白（actin）-肌球蛋白（myosin）重叠度和肌节晶格间距对肌球蛋白头最佳工作长度的影响，成功解释了实验数据。这些发现为揭示心肌细胞机械特性提供了单细胞尺度的新证据，特别是阐明了肌节长度、晶格间距与主动收缩力之间的多维调控关系，对理解心脏力学功能具有重要价值。