[研究成果] 2022/07/05

纖維細胞驅動起搏器心肌細胞的代謝重編程

 

 

 

竇房結(SAN)是人賴以生存的所有心跳的來源。其功能發生障礙會導致心率緩慢、血液供應不足、心臟驟停和猝死等嚴重後果。SAN的組織結構有其特殊結構,就是其組織微環境裡,有大量纖維細胞包裹著起搏器心肌細胞 (pacemaker cardiomyocytes, PC)。 PC 與其微環境(尤其與纖維細胞的交互影響)之間的複雜相互作用決定了SAN 的功能。 改變的微環境會導致節律失常及心搏過慢。於此研究裡,我們成功地探索纖維細胞如何藉由調節SAN 的代謝功能,進而改變SAN的電氣跳動與節律。我們利用Tbx18誘導而成的PCs和模擬竇房結組織模型,發現纖維細胞藉由刺激integrin-dependent MAPK-E2F1, 調節醛縮酶c (Aldolase c)表現,進而誘導PC細胞內的代謝重編程。此過程增強了有氧醣代謝並調節PC的節律性,如果切斷纖維細胞與PC之間的相互作用或是降低Aldolase c的表現,都會使PC的放電能力下降及跳動變慢。在成年的小鼠、大鼠以及人類多功能誘導型幹細胞所轉化而成的PCs裡,我們都可以觀察到類似的機制。此項發現不僅詳細探討了脊椎動物SAN裡,複雜微環境背後的細胞機制,而且還提供了逆轉心跳功能障礙的嶄新治療途徑。Aldolase c 驅動的能量補充可用作未來恢復 SAN 功能障礙的治療方法。

 

這項研究獲得Circulation Research刊登。並被選為6月號的封面故事。此研究由胡瑜峰醫師(台北榮總心臟科、國立陽明交通大學教授、中研院生醫所客座副研究員)帶領團隊,並與楊鎧鍵、林育嬋、楊瑞彬、徐百川、徐松錕和蕭宏昇(中央研究院)、鄭美玲(長庚大學)、陳世彬(臺北榮民總醫院)以及研究人員周姵君、劉至民、翁靖惠和劉晉典共同完成。感謝科技部、臺北榮民總醫院、國立陽明交通大學、中央研究院的研究經費支持。


論文網址 (Circulation Research)


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