隧道状纳米管结构提供了对心脏各层在形成过程中如何沟通的见解

在休斯顿大学药学院药物发现研究所的实验室里，吴明福副教授通过分享他对心脏在子宫内形成的基本过程的见解，为治疗心脏病提供了新的希望。他的研究结果发表在《科学》杂志上，主要关注将细胞连接在一起的长而薄的膜通道，称为隧道纳米管状结构。吴报告说，这些结构可能是细胞交流的基本方式，为心脏病的发展和潜在的治疗提供了新的见解

心脏的形成取决于其两个主要层之间交换的关键信号：心肌（为心跳提供动力的肌肉）和心内膜（心脏的内层）。这种沟通对于确保心脏正确成形和有效运作至关重要

吴报道：“在这里，我们描述了隧道纳米管样结构（TNTL），我们发现它将心肌细胞与心内膜细胞物理连接起来。”。“这些结构可能有助于促进心脏形成所必需的长距离细胞间通讯。”药理学研究助理教授苗连杰是该论文的第一作者

这些信号在小梁发育过程中尤为重要，而小梁在早期心脏发育中至关重要。在冠状动脉系统发育之前，小梁通过增加心壁的内表面积和增强血液与心壁之间的氧气和营养物质交换来供应血液

吴和他的团队使用基因标记、接触追踪技术和先进的成像技术证明了隧道纳米管在胚胎心脏中的存在。他们发现，这些管子延伸穿过心脏的主要层和心脏果冻，建立了直接连接，使细胞能够交流和转移执行重要功能的蛋白质

“我们发现TNTL能够运输信号分子、细胞质蛋白和运输囊泡，强调了它们作为细胞间通讯导管的作用，并证明它们在心脏形态发生中至关重要，”吴说

他说：“胚胎心脏中TNTL的破坏导致心室壁形态发生受损，表现为小梁损失和心肌生长缺陷。”

吴说，未来的研究应该探索控制TNTL形成的分子机制，心脏形成过程中心肌和心内膜之间蛋白质转移的潜在功能，以及如何调整或控制这些结构，从而为治疗先天性心脏缺陷和心力衰竭提供新的方法 More information: Lianjie Miao et al, Tunneling nanotube–like structures regulate distant cellular interactions during heart formation, Science (2025). DOI: 10.1126/science.add3417

Journal information: Science