Drugs targeting atrial-specific ion channels, K v 1.5 or K ir 3.1/3.4,are being developed as new therapeutic strategies for atrial fibrillation.However, current preclinical studies carried out in noncardiac cell lines or animal models may not accurately represent the physiology of a human cardiomyocyte (CM).In the current study, we tested whether human embryonic stem cell (hESC)derived atrial CMs could predict atrial selectivity of pharmacological compounds.By modulating retinoic acid signaling during hESC differentiation, we generated atrial-like (hESC-atrial) and ventricular-like (hESC-ventricular) CMs.We found the expression of atrial-specific ion channel genes, KCNA5 (encoding Kv1.5) and KCNJ3 (encoding K ir 3.1), in hESC-atrial CMs and further demonstrated that these ion channel genes are regulated by COUP-TF transcription factors.Moreover, in response to multiple ion channel blocker, vernakalant, and K v 1.5 blocker, XEN-D0101, hESC-atrial but not hESC-ventricular CMs showed action potential (AP) prolongation due to a reduction in early repolarization.In hESC-atrial CMs, XEN-R0703, a novel K ir 3.1/3.4blocker restored the AP shortening caused by CCh.Neither CCh nor XEN-R0703 had an effect on hESC-ventricular CMs.In summary, we demonstrate that hESCatrial CMs are a robust model for pre-clinical testing to assess atrial selectivity of novel antiarrhythmic drugs.

The cardiac sodium channel Na(v)1.5 plays a key role in excitability and conduction. The 3 last residues of Na(v)1.5 (Ser-Ile-Val) constitute a PDZ-domain binding motif that interacts with the syntrophin-dystrophin complex. As dystrophin is absent at the intercalated discs, Na(v)1.5 could potentially interact with other, yet unknown, proteins at this site.The aim of this study was to determine whether Na(v)1.5 is part of distinct regulatory complexes at lateral membranes and intercalated discs.Immunostaining experiments demonstrated that Na(v)1.5 localizes at lateral membranes of cardiomyocytes with dystrophin and syntrophin. Optical measurements on isolated dystrophin-deficient mdx hearts revealed significantly reduced conduction velocity, accompanied by strong reduction of Na(v)1.5 at lateral membranes of mdx cardiomyocytes. Pull-down experiments revealed that the MAGUK protein SAP97 also interacts with the SIV motif of Na(v)1.5, an interaction specific for SAP97 as no pull-down could be detected with other cardiac MAGUK proteins (PSD95 or ZO-1). Furthermore, immunostainings showed that Na(v)1.5 and SAP97 are both localized at intercalated discs. Silencing of SAP97 expression in HEK293 and rat cardiomyocytes resulted in reduced sodium current (I(Na)) measured by patch-clamp. The I(Na) generated by Na(v)1.5 channels lacking the SIV motif was also reduced. Finally, surface expression of Na(v)1.5 was decreased in silenced cells, as well as in cells transfected with SIV-truncated channels.These data support a model with at least 2 coexisting pools of Na(v)1.5 channels in cardiomyocytes: one targeted at lateral membranes by the syntrophin-dystrophin complex, and one at intercalated discs by SAP97.