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Agilent Seahorse XF 技术助力科研人员揭示阿霉素心脏毒性新机制
429 人阅读发布时间：2025-05-22 09:58
阿霉素（Doxorubicin）是一种广泛应用于临床的蒽环类化疗药物，但其剂量依赖性的心脏毒性限制了临床使用，并成为癌症幸存者长期心血管并发症的主要原因。然而，阿霉素诱导的心肌损伤机制仍未完全阐明。
近日，上海交通大学医学院附属第九人民医院和上海精准医学研究院张家毓教授、雷鸣教授和心内科张俊峰教授团队合作在 Advanced Science（影响因子 14.30）上发表了“线粒体数量决定阿霉素诱导心肌细胞的心脏毒性（Mitochondrial Amount Determines Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity in Cardiomyocytes）”的研究论文。该研究利用人诱导多能干细胞来源的心肌细胞（hiPSC-CMs）和动物模型，揭示了阿霉素心脏毒性的双重机制。
研究人员通过线粒体移植和 YFP-Parkin 介导的线粒体自噬手段构建了不同线粒体拷贝数的人 hiPSC 来源的心肌细胞，使用 Agilent Seahorse XFe96 细胞代谢分析仪和 Seahorse Cell Mito Stress Test Kit 检测不同线粒体拷贝数心肌细胞的耗氧率 OCR，线粒体含量越高其 OCR 越高，基础呼吸和最大呼吸越高，而对应的心肌细胞收缩力 contractility，线粒体含量较高的心肌细胞（mitohigh）在阿霉素处理后表现出更强的存活能力，并伴随较少的线粒体 DNA（mtDNA）外漏，而线粒体拷贝数较低的心肌细胞（mitolow）则更容易进入凋亡。
研究人员还发现阿霉素通过直接攻击线粒体，破坏线粒体膜完整性，降低膜电位，并诱导线粒体通透性转换孔（mPTP）开放，导致活性氧（ROS）大量积累。这一过程中，mtDNA 泄漏至胞质，触发天然免疫系统 cGAS-STING 通路，从而激活下游炎症反应，引发心肌细胞的程序性死亡和衰老表型，最终导致心脏衰老和心脏功能的进一步恶化。随后研究人员通过小鼠动物模型验证了线粒体移植和抑制 mtDNA-cGAS-STING 通路进行心肌细胞功能的挽救。
Agilent 为从事心肌细胞研究的科研人员提供多种解决方案，除了文中提到的 Seahorse XF 细胞能量代谢分析系统，其中还包括专门用于心肌细胞研究的 xCELLigence RTCA Cardio/CardioECR/ePacer 实时无标记检测平台，可以在无需对细胞进行标记的情况实时检测细胞的活力（viability）、收缩（contractility）和电生理（field potential），被广泛应用于药物心脏毒性评估、心脏病体外细胞模型研究和药物安全性评价等。
细胞能量代谢分析仪
心肌细胞功能评价
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安捷伦细胞分析平台包括xCELLigence RTCA实时细胞分析仪、Novocyte系列流式细胞仪、Seahorse能量代谢分析仪以及Synergy系列微孔板检测仪和Cytation 系列（共聚焦）细胞成像多功能微孔板检测仪。安捷伦细胞分析平台聚焦基础科研与细胞与基因治疗产品的开发全流程，作为适配新一代疗法的强大分析工具，提供多方位的细胞效力检测和深度的细胞分析，并致力于研发、生产质控以及临床的全方位检测与分析方案开发。
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