Mechanism-Based Facilitated Maturation of Human Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiomyocytes
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Human embryonic stem cells (hESCs) can be efficiently and reproducibly directed into cardiomyocytes (CMs) using stage-specific induction protocols. However, their functional properties and suitability for clinical and other applications have not been evaluated. METHODS AND RESULTS: Here we showed that CMs derived from multiple pluripotent human stem cell lines (hESC: H1, HES2) and types (induced pluripotent stem cell) using different in vitro differentiation protocols (embryoid body formation, endodermal induction, directed differentiation) commonly displayed immature, proarrhythmic action potential properties such as high degree of automaticity, depolarized resting membrane potential, Phase 4- depolarization, and delayed after-depolarization. Among the panoply of sarcolemmal ionic currents investigated (I(Na)(+)/I(CaL)(+)/I(Kr)(+)/I(NCX)(+)/I(f)(+)/I(to)(+)/I(K1)(-)/I(Ks)(-)), we pinpointed the lack of the Kir2.1-encoded inwardly rectifying K(+) current (I(K1)) as the single mechanistic contributor to the observed immature electrophysiological properties in hESC-CMs. Forced expression of Kir2.1 in hESC-CMs led to robust expression of Ba(2+)-sensitive I(K1) and, more importantly, completely ablated all the proarrhythmic action potential traits, rendering the electrophysiological phenotype indistinguishable from the adult counterparts. These results provided the first link of a complex developmentally arrested phenotype to a major effector gene, and importantly, further led us to develop a bio-mimetic culturing strategy for enhancing maturation. CONCLUSIONS: By providing the environmental cues that are missing in conventional culturing method, this approach did not require any genetic or pharmacological interventions. Our findings can facilitate clinical applications, drug discovery, and cardiotoxicity screening by improving the yield, safety, and efficacy of derived CMs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».