世界心脏日｜体外细胞模型解密心血管疾病研究：心肌细胞、血管内皮细胞应用与文献案例
武汉普诺赛生命科技有限公司
9月29日是第26个世界心脏日。今年，世界心脏联盟（WHF）延续“Don't Miss a Beat”——“律动不息”主题，提醒人们关注那些容易被忽视的心脏健康信号。
很多心血管疾病早期隐匿性强，无典型临床症状，等到身体发出清晰信号时，疾病可能已经造成难以逆转的损伤。因此，心脏及心血管研究需要更可靠的体外模型——在疾病机制尚未完全显现时，就能帮助科研人员捕捉关键变化。
在体外科研体系中，心肌细胞、血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、心脏成纤维细胞、巨噬细胞等共同构成了心血管系统研究的重要细胞基础。它们不会产生胸痛，也不会真正发生心律失常，但可在体外培养体系中模拟心脏及心血管系统关键生物学过程，成为探索疾病机制、验证药物及干预策略的重要研究模型。
普诺赛®可为心脏研究提供多种细胞模型及配套培养试剂。近年来，相关产品已应用于心肌损伤、心肌缺血、血管生成、心血管疾病机制等研究方向。下面我们结合3篇文献案例，看看这些细胞如何参与心脏研究。
一、从化疗药物伤心脏到线粒体损伤机制
阿霉素（Doxorubicin，Dox）是常用的化疗药物，但其心脏毒性一直是肿瘤治疗中值得关注的问题。研究人员利用AC16人心肌细胞建立阿霉素诱导的药物性心肌病体外模型，并通过siRNA敲低SLC25A49，进一步研究其作用机制。研究发现，阿霉素处理会导致心肌细胞线粒体呼吸功能受损，并伴随糖酵解代偿性增强，进而激活转录因子AP-1，上调Sln表达，最终加剧心肌细胞损伤。而使用AP-1抑制剂T-5224后，这一损伤信号轴受到阻断，细胞损伤表型得到改善。这一研究揭示了能量代谢重编程参与阿霉素诱导心肌损伤的分子机制，也为靶向能量代谢异常干预药物性心肌病提供了实验依据。
图1. SLC25A49敲低加剧阿霉素诱导AC16心肌细胞线粒体氧化磷酸化功能损伤。图片截取自文献10.1002/advs.202502163
✪ 标题：Cardiac Slc25a49-Mediated Energy Reprogramming Governs Doxorubicin-Induced Cardiomyopathy through the G6P–AP-1–Sln Axis
✪ 期刊（影响因子）：
Advanced Science（IF=14.3）
✪普诺赛®助力产品：
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名称 |
货号 |
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AC16（人心肌细胞） |
CL-0790 |
二、从心肌缺血到心肌保护与血管生成
心肌梗死发生后，心肌细胞损伤、血管功能障碍和炎症反应往往同时发生。如何在不同阶段进行干预，是心梗研究的重要方向。为探索心肌梗死全周期的时序干预策略，研究人员采用H9c2 (2-1)大鼠心肌细胞和HUVEC人脐静脉内皮细胞，通过氧糖剥夺（OGD）建立体外心肌缺血模型，并结合TUNEL、流式细胞术、ROS染色、Transwell、Matrigel管腔形成及qPCR等实验进行验证。研究发现，缺氧缺糖环境会促进H9c2 (2-1)产生活性氧（ROS）并诱导细胞凋亡；Mg²⁺能够降低ROS水平、抑制心肌细胞凋亡，同时促进HUVEC迁移和血管形成。
这项研究从心肌细胞损伤与血管生成两个层面验证了Mg²⁺的作用，为心肌梗死时序化干预策略提供了体外细胞实验依据。
图2. Mg²⁺和IL-10对H9c2和HUVEC细胞凋亡、血管生成和炎症的调控作用。图片截取自文献10.1021/acsnano.6c02542
✪ 标题：Spatiotemporally Orchestrated Cardiac Microneedle Patch Modulates Post-Infarction Immunity and Fibrosis
✪ 期刊（影响因子）：
ACS Nano（IF=16.0）
✪普诺赛®助力产品：
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名称 |
货号 |
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H9c2(2-1)（大鼠心肌细胞） |
CL-0089 |
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人脐静脉内皮细胞（HUVEC） |
CP-H082 |
三、从高血压性心脏损伤到线粒体保护机制
高血压不仅会增加心脏负荷，也会持续影响心肌细胞的能量代谢和线粒体功能。线粒体蛋白是否能够成为高血压性心脏病的潜在干预靶点？研究人员利用小鼠心肌细胞模拟高血压相关心肌损伤，并加入L-NAME和Ang II建立体外研究模型，通过基因敲低、过表达及线粒体功能检测，研究Zhx1、Mrps15和Mrps21之间的调控关系。研究发现，损伤条件下Zhx1、Mrps15和Mrps21的表达均受到影响。进一步研究显示，敲低Mrps15或Mrps21会破坏线粒体功能并增加ROS产生，而Zhx1能够通过促进Mrps15/Mrps21表达，维持线粒体翻译并减轻心肌细胞损伤。当Mrps15/Mrps21被去除后，Zhx1的保护作用也随之减弱。这表明，Zhx1可能通过调控线粒体核糖体蛋白、维持线粒体翻译功能，从而发挥心肌保护作用，为高血压性心脏病的线粒体靶向研究提供了新的机制线索。
图3. Mrps15/Mrps21敲低抑制心肌细胞线粒体翻译并诱导线粒体功能损伤。图片截取自文献10.1016/j.bcp.2026.118081
✪ 标题：Mrps15/Mrps21 induced by Zhx1 protects mice from hypertensive heart disease by restoring mitochondrial translation
✪ 期刊（影响因子）：
Biochemical Pharmacology（IF=6.5）
✪普诺赛®助力产品：
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名称 |
货号 |
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小鼠心肌细胞 |
CP-M073 |
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小鼠心肌细胞完全培养基 |
CM-M073 |
除了上述这些方向，普诺赛®细胞及相关培养产品还支持更多心血管疾病研究场景，部分文献汇总如下，大家可按研究方向快速查阅。
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研究方向 |
代表文献（发表期刊） |
引用普诺赛®产品 |
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心力衰竭 |
Divergent splicing factor SRSF1 signaling promotes inflammation post-CME: the SRSF1/ENPP3 axis acts via inhibition of BRD4 O-GlcNAcylation to enhance NF-κB activation and accelerate heart failure（Theranostics，IF=13.3） |
AC16（人心肌细胞） |
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化疗心脏毒性（多模型） |
CDC20 protects the heart from doxorubicin-induced cardiotoxicity by modulating CCDC69 degradation（Cellular & Molecular Biology Letters，IF=9.2） |
AC16（人心肌细胞）；H9c2(2-1)（大鼠心肌细胞）；B16-F10（小鼠皮肤黑色素瘤细胞）；Panc02（小鼠胰腺癌细胞）；293T [HEK-293T]（人胚肾细胞） |
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病毒性心肌炎 |
Combining receptor engineering and intracellular gelation for cell-based antiviral therapy against coxsackievirus B3（Journal of Nanobiotechnology，IF=15.0） |
HL-1（小鼠心肌细胞）； Hela（人宫颈癌细胞） |
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心肌梗死（靶向递送） |
Fusogenic Hybrid Gelled Nanovesicles Combining Mesenchymal Stromal Cell Cargo with Cholesterol-Modified Macrophage Membranes for Targeted Myocardial Infarction Therapy（ACS Nano，IF=16.0） |
H9c2(2-1)（大鼠心肌细胞）；人脐静脉内皮细胞（HUVEC）；RAW 264.7（小鼠单核巨噬细胞白血病细胞） |
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糖尿病心肌病 |
Targeting perilipin 5 ameliorates diabetic cardiomyopathy via regulating glycolysis and mitochondrial dynamics（Clinical Science，IF=7.7） |
人心肌成纤维细胞 |
人体心脏每一次搏动背后，是无数细胞精密协同工作。而方寸培养皿之中，体外细胞模型复刻心脏病理变化，成为心血管基础研究不可或缺的工具。从化疗药物心肌毒性、心肌缺血再灌注损伤，到高血压诱发心肌病变，合适可靠的细胞模型，是机制挖掘、靶点验证路上的基石。
普诺赛®持续研发各类心脏研究细胞与配套试剂，希望以科研工具为支点，助力心血管疾病研究向前推进。
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