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内容形式：摘要译文
心肌细胞收缩对心脏的泵血功能至关重要，而心肌损伤后，不可逆的心肌细胞损伤或细胞外基质硬化（这一过程称为纤维化）均可导致心肌细胞收缩功能下降。细胞几何形态和基底刚度不仅影响肌节结构和收缩能力，还决定心肌细胞能够向周围环境传递多少机械功。人诱导多能干细胞（hiPSC）来源的心肌细胞为在受控条件下研究这些效应提供了模型系统，使我们能够在体外模拟心脏环境的关键特征。本研究表明，几何约束和基底刚度影响心肌细胞力生成的不同方面。通过结合牵引力显微术与软质图案化基底上hiPSC来源心肌细胞的活细胞成像，我们发现，在具有生理刚度（10 kPa）和纤维化刚度（30 kPa）的基底上，几何约束均使静息肌节长度增加，肌节缩短更加显著。有趣的是，基底刚度本身对静息肌节长度影响甚微，但会影响峰值收缩应力。在10 kPa基底上，受约束细胞产生的峰值收缩应力高于未受约束细胞，而在30 kPa基底上则未观察到这一差异。在10 kPa基底上，几何约束还使细胞的力学舒张更快，而在30 kPa基底上则未检测到差异。明确限定的细胞几何形态与生理刚度相结合，可使静息肌节长度增加、肌节缩短更加显著、峰值收缩应力升高且舒张加快，这些特征与更成熟的心肌细胞表型相关。这些发现表明，
细胞几何形态的力学效应取决于基底刚度，因此，在将人诱导多能干细胞（hiPSC）来源的心肌细胞用作力学生物学研究、疾病建模和药物测试的模型系统时，必须同时考虑这两个方面。
关键词：心肌细胞收缩 · 诱导多能干细胞 · 基底刚度 · 细胞几何约束 · 牵引力显微术 · 肌节动力学
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.24.754056v1?rss=1
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