2020年4月28日，國際學術期刊Aging在線發表了中國科學院上海營養與健康研究所腫瘤與微環境重點實驗室楊黃恬研究組與蘇州大學第一附屬醫院陸熙園研究組合作的題為“PGC-1α activator ZLN005 promotes maturation of cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells”的研究論文。該研究報告了PGC-1α激活劑ZLN005顯著促進人胚胎干細胞衍生心肌細胞（hESC-CMs）成熟的重要作用和作用機制。研究發現將促進hESC-CMs在疾病模型、藥物研發和心肌組織工程中的應用。
hPSC-CMs，包括iPSC來源的心肌細胞（hiPSC-CMs）和胚胎干細胞來源的心肌細胞（hESC-CMs），在疾病模型、藥物研發和心肌損傷修復與再生方面具有巨大的應用價值，但現有方法分化獲得到心肌細胞成熟度較低，限制了其應用。因此，如何促進hiPSC-CMs的成熟是這一領域亟需解決的熱點問題。盡管已報道多種方法可以促進hPSC-CMs成熟，如長時間培養、電刺激、機械牽張、生化刺激、3D材料嵌合等，但由于這些方法成本高、耗時久，或技術要求高，并不適合大規模操控，而發展起效快、經濟、簡便可控的促hPSC-CMs成熟方法具有重要的應用價值。
該研究基于成人心肌細胞依賴于線粒體氧化磷酸化產生ATP，而hPSC-CMs主要通過糖酵解產能的不同代謝方式，提出促進代謝轉換是促進hPSC-CMs成熟的至關重要環節的設想，采用可在轉錄水平高效激活調控線粒體代謝的peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1α (PGC1α) 表達的小分子化合物ZLN005，發現其僅處理2天即可從多方面促進hESC-CMs成熟，如ZLN005顯著提高了PGC1α和和蛋白的表達水平，提升線粒體功能基因的表達、代謝水平和成熟。此外，ZLN005處理顯著上調與肌絲有關的基因表達、改善hESC-CMs的肌絲排列和增加hESC-CMs的肌節長度，促進心肌細胞間的間隙連接和心肌細胞的電傳導，并使得心肌細胞的動作電位和鈣瞬變更成熟。研究發現揭示了一種高效、經濟、簡便促進hESC-CMs成熟的方法，對hESC-CMs的廣泛應用具有重要的意義。
博士研究生劉延平（蘇州大學）和白花俊（上海營養與健康研究所）為共同第一作者，陸熙園教授（蘇州大學）和楊黃恬研究員（上海營養與健康研究所）為共同通訊作者。該項研究還得到了浙江大學醫學院附屬第一醫院梁平教授及團隊成員的幫助，并得到了國家自然科學基金委、國家重點研發計劃專項、中國科學院戰略性先導科技專項、NIH博后基金的資助。（科技處）
原文鏈接：https://doi.org/10.18632/aging.103088；https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32343674/
圖示：小分子化合物ZLN005可多個方面促進hESC-CMs成熟:（A）心肌細胞肌絲結構；（B）心肌細胞肌絲標志基因的表達；（C）心肌細胞電傳導；（D）心肌細胞動作電位。
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