Transient Notch Activation Converts Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes Towards a Purkinje Fiber Fate
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Cardiac Purkinje fibers form the most distal part of the ventricular conduction system. They coordinate contraction and play a key role in ventricular arrhythmias. While many cardiac cell types can be generated from human pluripotent stem cells, methods to generate Purkinje fiber cells remain limited, hampering our understanding of Purkinje fiber biology and conduction system defects. To identify signaling pathways involved in Purkinje fiber formation, we analyzed single cell data from murine embryonic hearts and compared Purkinje fiber cells to trabecular cardiomyocytes. This identified several genes, processes, and signaling pathways putatively involved in cardiac conduction, including Notch signaling. We next tested whether Notch activation could convert human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes to Purkinje fiber cells. Following Notch activation, cardiomyocytes adopted an elongated morphology and displayed altered electrophysiological properties including increases in conduction velocity, spike slope, and action potential duration, all characteristic features of Purkinje fiber cells. RNA-sequencing demonstrated that Notch-activated cardiomyocytes undergo a sequential transcriptome shift, which included upregulation of key Purkinje fiber marker genes involved in fast conduction such as SCN5A, HCN4 and ID2, and downregulation of genes involved in contractile maturation. Correspondingly, we demonstrate that Notch-induced cardiomyocytes have decreased contractile force in bioengineered tissues compared to control cardiomyocytes. We next modified existing in silico models of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes using our transcriptomic data and modeled the effect of several anti-arrhythmogenic drugs on action potential and calcium transient waveforms. Our models predicted that Purkinje fiber cells respond more strongly to dofetilide and amiodarone, while cardiomyocytes are more sensitive to treatment with nifedipine. We validated these findings in vitro , demonstrating that our new cell-specific in vitro model can be utilized to better understand human Purkinje fiber physiology and its relevance to disease.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 ».