通過在 hiPSC-CM 中內(nèi)源性標(biāo)記 Z 線或 M 線蛋白，Ahmed 等在活細(xì)胞中實時追蹤單條肌節(jié)的長度變化。在圖案化基底上節(jié)律性跳動的細(xì)胞中，可以從連續(xù)成像中提取出肌節(jié)縮短軌跡，定量得到每一次搏動的縮短幅度和速度。這樣，肌節(jié)不再只是“好看的結(jié)構(gòu)條紋”，而是一條可以直接表征單細(xì)胞收縮功能的幾何時間序列。（ Ahmed et al., J Vis Exp, 2021, doi:10.3791/62129）

采用 α-actinin 染色聯(lián)合單分子定位顯微（PALM），Lemcke 等比較了 hiPSC 來源心肌細(xì)胞、新生心肌細(xì)胞和成人心肌細(xì)胞的肌節(jié)網(wǎng)絡(luò)。PALM 圖像及定量結(jié)果顯示，hiPSC-CM 與新生心肌在肌節(jié)長度和 Z 盤厚度等結(jié)構(gòu)指標(biāo)上高度相似，而與成人心肌相比整體仍處于“幼年樣”水平；然而在歸一化到細(xì)胞面積后的收縮運動上，新生心肌細(xì)胞明顯優(yōu)于 hiPSC-CM。這一結(jié)果提示：“條紋看起來像幼年心肌”并不等同于具備同等的機械輸出能力，結(jié)構(gòu)成熟度與功能成熟度之間仍存在可被量化的差距（Lemcke et al., 2020, doi:10.3390/ijms21082819）。

Sarc-Graph 將追蹤到的 Z 盤和肌節(jié)視作“標(biāo)記點”和“邊”，在單細(xì)胞尺度上重建整張肌節(jié)網(wǎng)絡(luò)的變形模式。圖中一方面利用被追蹤的元素計算平均變形梯度 F 及主伸縮（λ?、λ?），刻畫整細(xì)胞在一次收縮周期中的整體形變；另一方面，將 Z 盤作為節(jié)點、相鄰 Z 盤之間的肌節(jié)作為邊構(gòu)建空間圖，邊的顏色代表肌節(jié)取向，節(jié)點顏色代表局部取向相關(guān)性。相比只看單條肌節(jié)的短縮，這一分析更強調(diào)整張肌節(jié)網(wǎng)絡(luò)在一次搏動中的整體變形與同步性，有助于識別同一顆細(xì)胞內(nèi)哪些區(qū)域在真正發(fā)力、哪些區(qū)域在“拖后腿”（ Zhao et al., PLOS Computational Biology, 2021, doi:10.1371/journal.pcbi.1009443）。

Satsuka 等將 hiPSC-CM 分別培養(yǎng)在常規(guī)平面基底（control、non-aligned）和具有納米溝槽的 96 孔板（aligned）上，并用運動矢量分析評估收縮行為。收縮方向直方圖顯示，對齊條件下細(xì)胞的收縮方向高度集中于溝槽走向；相應(yīng)地，最大收縮速度、最大舒張速度以及收縮/舒張變形距離等參數(shù)均較非對齊條件顯著提高。這表明，在納米條紋上實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)對齊和肌節(jié)規(guī)整排列，可以同步帶來更有力、更干凈利落的收縮動力學(xué)表現(xiàn)（ Satsuka et al., J Pharmacol Toxicol Methods, 2024, doi:10.1016/j.vascn.2024.107530）。