国产精品成人网站,精品人妻互换一区二区三区,大肉大捧一进一出视频免费的试看,婷婷激情综合网

       心肌細胞收縮依賴于線粒體產(chǎn)生的能量。As everyone knows，在心臟發(fā)育和疾病過程中，心肌細胞線粒體網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能與許多其他因素一起發(fā)生重構(gòu)，包括：營養(yǎng)利用率的變化，血流動力學(xué)負荷，細胞外基質(zhì)(ECM)的硬度，細胞形狀和其他細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的成熟。但是，這些因素中的每一個因素對線粒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的單獨影響尚不明確。在這項研究中，來自南加利福尼亞大學(xué)的研究人員探究了心肌細胞中細胞長徑比(AR)和ECM硬度在調(diào)節(jié)線粒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的作用，以Mitochondrial architecture in cardiac myocytesdepends on cell shape and matrix rigidity為題發(fā)表在《Journal of Molecular and Cellular Cardiology》上。

研究背景

       心臟是人體zui活躍的代謝器官之一，每天大概要產(chǎn)生30公斤的ATP。大部分ATP是由心肌細胞中的線粒體產(chǎn)生的，并用于肌節(jié)的加速縮短。線粒體網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)本身是由線粒體生物發(fā)生、線粒體融合和線粒體自噬的平衡來動態(tài)調(diào)節(jié)的。這些過程共同塑造了貫穿整個生理和病理生長階段的線粒體網(wǎng)絡(luò)，并與能量需求、營養(yǎng)可用性和其他尚未*了解的因素動態(tài)適應(yīng)。許多病理條件下，心肌的ECM硬度增加，且與血流動力學(xué)具有相關(guān)性，這是已知的能觸發(fā)不良心肌細胞形狀重塑的兩個因素。之前的體外研究表明，細胞形態(tài)和/或ECM硬度的變化在生理和病理上都改變了心肌細胞的細胞骨架、細胞核形態(tài)、細胞伸縮性及電生理特性。然而，線粒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否也會受到細胞結(jié)構(gòu)和ECM硬度的影響還沒有被確定。

研究結(jié)果

       本研究的目的是驗證細胞AR和ECM剛性調(diào)節(jié)心肌細胞線粒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的假設(shè)。為了單獨調(diào)節(jié)AR和ECM的硬度，研究人員在三種不同硬度表面用纖連蛋白微打印了的表面單細胞大小的矩形，分別為柔軟型（3:1）、中等型（7:1）、堅硬型（11:1）（圖1）。

圖1 工程化的心肌細胞培養(yǎng)在特定AR和ECM硬度的材料上。新生大鼠心室肌細胞培養(yǎng)在纖連蛋白打印的、特定ECM硬度和PDMS基片的微接觸小室中。每組圖片中，頂部圖像是α肌動蛋白（白色）和DAPI（藍色）反褶積z疊加的maximum投影，底部圖像是MitoTracker染色的反褶積后z堆疊的maximum投影。比例尺5ｕm。

       隨后，研究人員在這些表面培養(yǎng)新生大鼠心室肌細胞，并使用共聚焦顯微鏡和圖像處理技術(shù)來量化參數(shù)，如線粒體體積、表面積-體積比和數(shù)量（圖2）。

圖2 線粒體網(wǎng)絡(luò)示意圖。培養(yǎng)在特定AR上的反褶積z疊加的MitoTracker (紅色)，α肌動蛋白 (白色)和DAPI (藍色)經(jīng)過三維重構(gòu)后的心肌細胞。下面的三幅圖像是上面圖像的子集。所有的心肌細胞培養(yǎng)在柔軟的表面。比例尺5ｕm。

       本研究的結(jié)果表明，隨著心肌細胞的伸長，線粒體體積增加，碎片減少，從而形成更大、更融合的線粒體網(wǎng)絡(luò)。對于部分AR，本研究還發(fā)現(xiàn)隨著ECM硬度的增加，線粒體體積減少，碎片化增加，這與病理狀態(tài)下心肌細胞的變化一致。這些結(jié)果表明（圖3），細胞外線索在心臟發(fā)育和疾病中是顯著的，特別是細胞形狀重塑，直接影響心肌細胞線粒體網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)。這些線粒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變可能導(dǎo)致代謝功能的生理和病理改變，由于肌節(jié)縮短依賴于ATP的產(chǎn)生，這一研究可能提示收縮性能和心輸出量的下游靶點。

圖3 線粒體結(jié)構(gòu)在心肌細胞AR和ECM硬度中的作用。餅狀圖表示了小(< 1ｕm3)、中(1 - 10ｕm3)和大(> 10ｕm3)線粒體網(wǎng)絡(luò)在ECM硬度和肌細胞長徑比中的容積率。圓的大小與線粒體總量成比例。

總結(jié)

       隨著心肌細胞的伸長，線粒體網(wǎng)絡(luò)變得更大更融合。ECM硬度的增加也可以選擇性地增加線粒體碎片。這些數(shù)據(jù)表明，在心臟發(fā)育和疾病期間發(fā)生的細胞形狀和機械負荷的變化會影響線粒體網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，這可能對心肌的代謝和收縮性能有影響。這些結(jié)果還確定了促進心肌細胞成熟的機制和線粒體網(wǎng)絡(luò)的初級心肌細胞在體外用于改善干細胞來源的心肌細胞的表型。最后，這些研究結(jié)果為體外心臟疾病的工程模型提供了重要的設(shè)計參數(shù)，也為再生醫(yī)學(xué)可定制的心臟替代組織提供了重要的設(shè)計參數(shù)。

參考文獻:

B, Lyra Leite A , et al. "Mitochondrial architecture in cardiac myocytes depends on cell shape and matrix rigidity." Journal of Molecular and Cellular Cardiology 150(2021):32-43.

由該研究可知，包括打印蛋白在內(nèi)的細胞微環(huán)境模擬材料在心肌細胞的體外模擬研究中起到了重要的作用?，F(xiàn)向大家介紹來自英國Plexithermo的HCells高通量單細胞、器官功能測量及納米水凝膠3D培養(yǎng)系統(tǒng)。

      該系統(tǒng)可使用多種定制水凝膠耗材模擬細胞微環(huán)境，亦可以自行設(shè)計蝕刻水凝膠以滿足不同的研究  需求，尤其適用于心肌細胞體外培養(yǎng)環(huán)境的構(gòu)建。搭配unique的細胞追蹤技術(shù)，可短時間內(nèi)測量300個以上細胞的收縮及離子濃度變化情況。搭配多孔位細胞培養(yǎng)板，實現(xiàn)真正的高通量細胞測試，每個孔位即可作為一組對照實驗，不同孔位同時培養(yǎng)，同時測量，極大節(jié)省時間及耗材。

適用范圍：

1、心肌細胞

采用超速成像納米水凝膠技術(shù)。保證藥物一定濃度水平下批量測心肌細胞的力學(xué)指標和離子濃度變化。測細胞收縮的速度和細胞力度、細胞大小、面積、真正產(chǎn)生的功率，收縮時的角度x軸y軸，產(chǎn)生的速度差和力差等，并且可以模擬器官硬度。通過軌跡分析選擇跟蹤區(qū)域和運動方向。軟件對遷移單元的速度或距離進行量化?？梢苑治黾毎\動的頻率。細胞跟蹤檢測軌跡并提供定量數(shù)據(jù)跟蹤功能還可以分析面積、周長和圓度等參數(shù)，使軟件能夠跟蹤形狀變化，例如體外心肌細胞。

2、細胞遷移和精子運動軌跡

跟蹤函數(shù)檢測細胞軌跡，并可以計算定量數(shù)據(jù)，例如：作為軌跡（xy圖表），距離和速度。這使得系統(tǒng)具有檢測和測量功能，例如細胞遷移和精子運動的軌跡。

3、動態(tài)跟蹤可以分析細胞增殖的變化，如菌落形成。

4、人iPS細胞衍生神經(jīng)細胞的細胞活力測定：

可以測量神經(jīng)元的運動。神經(jīng)元運動的功率譜密度（PSD）可用于準確預(yù)測細胞死亡。PSD表示一個單元在頻域中的運動強度。神經(jīng)元培養(yǎng)的PSD比傳統(tǒng)的生存能力測量更精確地預(yù)測細胞死亡。

5、核跟蹤特征可用于分析癌細胞遷移。

測量對象：癌細胞、斑馬魚、精子、菌落、貼壁細胞（如：急性分離的成年小鼠細胞，乳鼠細胞、成年大鼠的心肌細胞、骨骼肌細胞等。