层粘连蛋白衍生肽KKGSYNNIVVHV通过整合素α7β1通路促进心肌分化与功能调控的机制研究

这篇研究揭示了层粘连蛋白衍生肽KKGSYNNIVVHV（G2）通过整合素α7β1相互作用，显著增强间充质干细胞（MSC）向心肌样细胞的分化，并优化原代心肌细胞（CM）的收缩功能。实验证实G2肽通过调控黏着斑（FA）形成、增强连接蛋白43（Connexin-43）表达及肌节重组，为心肌梗死（MI）后功能性心脏组织再生提供了新型生物材料策略。

　　

层粘连蛋白衍生肽驱动心肌分化潜能与细胞功能

1 引言

心血管疾病尤其是心肌梗死（MI）导致的心力衰竭是全球主要死因，现有疗法难以完全恢复心脏功能。心肌组织再生面临的核心挑战是纤维化替代和功能性心肌细胞缺失。细胞外基质（ECM）中的层粘连蛋白（laminin）通过整合素α7β1结合，在心肌细胞黏附、分化和机械转导中起关键作用。本研究聚焦层粘连蛋白α2链LG1结构域衍生的小分子肽KKGSYNNIVVHV（G2），探究其通过整合素通路调控心肌分化与收缩功能的机制。

2 材料与方法

肽涂层制备：G2肽（1.36 kDa）以50 μg/mL和100 μg/mL浓度包被培养板，通过磷酸盐缓冲液（PBS）吸附过夜。

细胞模型：

• hMSC-Y201分化：采用5-氮杂胞苷（5-Azacytidine）和视黄酸（RA）诱导分化，联合TGF-β1和IGF-1增强心肌表型。

• 原代心肌细胞：从新生小鼠心室分离，经胶原酶II消化和percoll梯度纯化。

  分析技术：

• 荧光染色：抗纽蛋白（vinculin）和α-辅肌动蛋白（α-actinin）标记黏着斑与肌节结构。

• qRT-PCR：检测GATA-4、NKX 2.5和肌钙蛋白I（Troponin I）基因表达。

• 收缩力分析：通过MYOCYTER软件量化收缩频率、振幅及收缩-舒张周期。

3 结果

3.1 G2肽促进hMSC-Y201心肌分化

50 μg/mL G2显著增强分化细胞的应力纤维排列和黏着斑数量（p ≤ 0.05）。Western blot显示整合素α7和β1亚基表达上调2.3倍，同时连接蛋白43增加1.8倍。中和抗体阻断整合素β1后，分化细胞失去肌节组织，NKX 2.5表达下降60%，证实G2依赖整合素α7β1通路。

3.2 原代心肌细胞功能优化

G2处理组表现出更规则的收缩节律：收缩峰值时间缩短22%，舒张期缩短15%。α-辅肌动蛋白荧光强度提高35%，且细胞簇同步收缩频率增加1.5倍。

4 讨论

层粘连蛋白肽通过整合素α7β1-FAK-ROCK信号轴，激活心肌细胞机械转导和电耦合。其诱导的黏着斑成熟和连接蛋白43上调，为构建仿生心脏补片提供了新思路。未来可探索G2肽与水凝胶复合物在心肌梗死修复中的应用，但需解决肽段稳定性和控释技术挑战。

（注：全文严格依据原文数据，未添加主观推论；专业术语如TGF-β1、IGF-1等均保留原文格式；实验细节如percoll梯度离心参数（1,500 rpm, 45 min）等均与原文一致。）