编辑推荐：
为探究心肌与心内膜信号交流机制，研究人员发现 TNTLs，其对心脏发育至关重要。
在心脏发育过程中，心肌细胞（myocardium，CMs）和心内膜细胞（endocardium，ECs）被充满心脏胶（cardiac jelly）的空间隔开。苗等人发现，尽管存在这种物理上的分隔，但这两种细胞类型可通过一种称为隧道纳米管样微结构（tunneling nanotube-like microstructures，TNTLs）的微小结构相互通讯（见德拉?庞帕撰写的观点文章）。TNTLs 跨越心脏胶延伸，实现了细胞间的直接接触、信号转导以及选择性蛋白质转移。破坏 TNTLs 会导致心脏壁形成异常，这凸显了 TNTLs 在心脏发育中的重要性。—— 斯特拉?M?赫特利
结构化摘要
引言
心脏发育是一个高度协调的过程，依赖于心肌和心内膜之间的动态相互作用。这两层被一种称为心脏胶的非细胞基质隔开，并通过涉及膜结合受体和配体的信号通路进行通讯。然而，这种跨越物理距离实现信号相互作用的机制仍未被充分理解。在这项研究中，研究人员对隧道纳米管样结构（TNTLs）进行了表征，发现这些结构在物理上连接了心肌中的心肌细胞（CMs）和心内膜中的心内膜细胞（ECs）。这些结构可能有助于促进对心脏形成至关重要的长距离细胞间通讯。
理论依据
心脏形成依赖于心肌和心内膜之间精确的信号相互作用，尤其是在小梁发育期间。Notch1、Vegf 和 Nrg1 等信号通路的配体和受体分别位于这两层心脏组织中。跨越中间心脏胶实现这些长距离相互作用的机制尚不清楚。研究人员假设，心脏层之间存在 TNTL 结构，并且可以介导发育中心脏的细胞间长距离通讯，使得信号分子和细胞质蛋白能够在它们之间运输。
结果
研究人员利用基因标记、接触追踪技术和先进的成像方法，证实了小鼠胚胎心脏中存在 TNTLs。这些 TNTLs 从 CMs 穿过心脏胶延伸至 ECs，建立了直接连接，从而实现信号转导和细胞质蛋白转移。
通过对细胞突起的基因标记，在心脏中识别出了 TNTLs。在小鼠发育过程中，早在胚胎第 8.0 天，CMs 和 ECs 之间就形成了 TNTLs。研究人员利用三维成像以及电子显微镜（EM）和冷冻电镜（cryo-EM）图像重建，对 TNTL 内部的丝状结构进行了表征。
TNTLs 中含有肌动蛋白丝，且 TNTL 的形成依赖于肌动蛋白聚合。在一种可以用荧光标记物标记肌动蛋白丝的转基因小鼠品系中，证实了 TNTLs 中存在肌动蛋白丝。通过化学方法抑制肌动蛋白聚合或敲除小 GTP 酶 Cdc42，TNTLs 就会消失。
TNTLs 参与调节 Notch1 信号通路和其他信号通路。TNTLs 足以激活 ECs 中的 Notch1 信号，CMs 中的配体通过这些微结构运输到 ECs。TNTLs 缺失会导致 Notch 信号和其他信号通路减弱。TNTLs 能够运输信号分子、细胞质蛋白和运输小泡，这突出了它们作为细胞间通讯通道的作用。
TNTLs 在心脏形态发生中至关重要。破坏胚胎心脏中的 TNTLs 会导致心室壁形态发生受损，表现为小梁缺失和心肌生长缺陷。
结论
在这项研究中，研究人员确定 TNTLs 是心脏发育过程中长距离细胞间通讯的关键机制。这些富含肌动蛋白的结构在物理上连接了心肌和心内膜，使得小梁形成和心室壁形态发生所必需的信号分子能够有效交换。破坏 TNTLs 会损害这些相互作用，凸显了它们在心脏图案形成中的重要作用。这项研究为细胞通讯机制提供了新的见解，并表明 TNTL 的形成可能有助于细胞调节哺乳动物系统中的长距离细胞间通讯并调节组织图案形成。未来的研究应探索控制 TNTL 形成的分子机制、TNTLs 与心内膜细胞之间界面的结构基础、TNTL 内部蛋白质运输的分子机制、心脏形成过程中心肌和心内膜之间细胞质蛋白转移的潜在功能，以及调节这些结构在先天性心脏病和心力衰竭中的潜在治疗意义。
摘要
在发育中的哺乳动物心脏中，心内膜和心肌被所谓的心脏胶隔开。心内膜和心肌之间的通讯对于心脏形态发生至关重要。膜定位的受体和配体如何跨越心脏胶实现相互作用尚不清楚。研究人员以发育中的小鼠心脏形态发生模型为研究对象，运用多种细胞、成像和遗传学方法来阐明这一问题。研究发现，心肌和心内膜通过一种称为隧道纳米管样结构（TNTLs）的微结构直接相互作用。TNTLs 从心肌细胞（CMs）延伸出来，直接接触心内膜细胞（ECs）。TNTLs 运输细胞质蛋白，在 CMs 和 ECs 之间转导信号，并促使心肌向心脏腔室生长，形成心室小梁样结构。TNTLs 缺失会干扰信号相互作用，进而影响心室图案形成。
