取向微纳米褶皱表面

调控心肌线粒体动力学

心肌细胞对这种表面形貌的响应是非线性的——有的波长促伸长、有的波长促分裂，且分裂通过细胞骨架重塑实现。

Liu, Yan · Yang, Liangliang · 杨艳艳 · Li, Tianxiang · Li, Xiaolu · Jae Youl, Cho · 张登沈 · 于涛

Research 2025

参数信息

表面波长

0.5 μm

表面振幅

0.05 μm

表面波长

3 μm

表面振幅

0.7 μm

表面波长范围

0.5~25.0 μm

表面振幅范围

0.05~4.30 μm

技术优势

特定形貌促细胞伸长

波长3 μm、振幅0.7 μm的W3表面显著促进H9c2心肌细胞伸长和取向，可用于构建各向异性心肌组织。

形貌能触发线粒体分裂

波长0.5 μm、振幅0.05 μm的W0.5表面通过vinculin和tubulin介导的细胞骨架重塑显著促进线粒体分裂。

激活AMPK等关键通路

W0.5形貌通过p53、FoxO、mTOR、HIF-1和AMPK信号通路调控线粒体动力学，为干预提供明确靶点。

应用场景

• 心肌组织工程支架：利用W3促伸长的形貌构建定向心肌支架，改善组织收缩同步性。
• 心脏贴片：以促进细胞取向和线粒体稳态的表面制备心脏贴片，提高梗死区修复效果。
• 仿生拓扑表面：作为研究拓扑信号如何影响心肌线粒体动力学的模型表面，揭示机制。
• 心脏类器官：为心脏类器官提供可控形貌基底，引导细胞有序排列和线粒体功能成熟。
• 线粒体动力学研究：提供一种非药物、非遗传的物理手段，条件可控地调控心肌线粒体分裂。