近日，南方医科大学基础医学院邱小忠团队在 Cell Stem Cell 上，在线发表了题为 Electroconductive Patch Promotes Heart Repair by Directing Epicardial Cells towards Endothelial Fate 的研究论文，该研究构建了电导率可调的心脏补片，联合小鼠遗传谱系示踪技术，首次证实匹配天然心肌电导率（10⁻⁴–10⁻³ S/cm）的导电补片，可定向驱动成年 EPDCs 发生内皮分化，促进心梗后血管新生并改善心脏功能。这一成果颠覆了 “成年 EPDCs 不具备内皮分化潜能” 的传统认知，为心梗的电学修复建立了全新理论框架。

邱小忠团队长期致力于开展基于组织工程策略修复修复心肌梗死的医工交叉研究，发展了一系列能够修复心肌梗死的导电微环境体系（Nature BME 2021, Nature Communication 2022），并且通过静脉注射的手段提高梗死心肌的力电耦合微环境有效修复了心肌梗死（Nature Communication 2024），但导电微环境修复心肌梗死的细胞学机制一直不清楚。前期团队通过初步研究发现微量的APS能够诱导心外膜细胞分化为内皮样细胞（ACS Nano 2019），推测成年哺乳动物的心外膜细胞并非教科书上描述的只能分化为肌成纤维细胞与平滑肌细胞，可能存在第三种细胞命运。

胚胎发育阶段，心外膜来源细胞（epicardium-derived cells, EPDCs）是冠状动脉形成的关键细胞来源。但在成年哺乳动物体内，心肌梗死后 EPDCs 能否分化为内皮细胞、参与梗死区功能性血管重建，这一问题在领域内长期存在巨大争议。心脏是典型的电兴奋器官，梗死后局部电微环境的改变，会深刻重塑受损心肌中的细胞命运。由此，研究团队提出：重建梗死区电传导，有望解锁 EPDCs 向内皮细胞分化的能力。

团队构建了梯度电导率心脏补片并联合 EPDCs 遗传谱系示踪体系，整合大量电生理检测与分子机制研究，系统解析心梗后不同电学微环境对成年 EPDCs 细胞命运的调控规律，结果显示：①EPDCs 的活化存在显著的电导率依赖性；②补片重建的局部电信号，能够特异性促进 EPDCs 增殖并定向诱导其内皮分化。单细胞转录组测序进一步阐明机制：导电补片重建的的电学微环境驱，驱动 EPDCs 转变为一类WT1⁺TRPC3⁺CD93⁺过渡态细胞，并命名为WT1⁺TRPC3⁺CD93⁺ TCs细胞，该细胞依靠 TRPC3-Ca²⁺信号轴完成向内皮细胞的分化，并最终整合进功能性新生血管。

该研究重建了梗死区电传导可有效解锁成年 EPDCs 的内皮分化潜能，为心肌梗死后修复提供了一种极具潜力的新策略。

附图 电信号解锁心外膜细胞“内皮分化”潜能的机制图

南方医科大学基础医学院博士生解青为本文第一作者，邱小忠教授、博士生何玉童以及侯鸿浩教授为共同通讯作者。

原文链接：https://authors.elsevier.com/a/1o0Ye6tu0CxXwZ