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Maturation & Aging

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We are interested in investigating how baby cardiomyocytes give rise to adult cardiomyocytes and how aged cardiomyocytes can be rejuvenated. Our goal is to understand cellular processes that drive cardiac maturation and aging at molecular and electrophysiological levels. By studying these mechanisms, we hope to uncover strategies to generate mature cardiomyocytes from stem cells and promote healthy heart function across the lifespan.

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CMAC: A Deep Learning Framework for Absolute Cardiomyocyte Transcription Age Estimation

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Quansah KK, Zureick N, Chen E, Murphy S, Anderson E, Kwon E, Suh D, Stein-O'Brien G, Cahan P, Kwon C

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bioRxiv                                                                                                                                  2026                                                                                                                  

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Decoding Cardiac Development and Maturation at Single-Cell and Spatial Transcriptomic Resolution

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Li B, Liu X, Murph S, Tampakakis E, Kwon C

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Circulation Research                                                                                                       2026  

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In Vivo Bioincubation Promotes Maturation of Human iPSC-Derived Cardiomyocytes in Neonatal Rat and Pig Hearts

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Wang H, Andersen P, Inoue T, Lee DI, Hibino N, Kwon C

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bioRxiv                                                                                                                                   2026   

 

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SureQuant™ IS-PRM Enables Cross-Species Targeted Quantification of Retinoid Metabolism and Signaling Proteins in the Heart

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Sedighi S, O'Meally RN, Syed SB, Amadei H, Li B, Kwon C, Vats A, Zack D, Margulies KB, O'Rourke B, Abadir PM, Cole RN, Foster DB

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bioRxiv                                                                                                                                   2026

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Splicing Factor SF3B2 Regulates Cardiomyocyte Calcium Handling through Alternative Splicing of Cardiac Ion Channel Genes

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Murphy S, Wang H, Zureick N, Koakutsu M, Suh D, Lee DI, Kwon C

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bioRxiv                                                                                                                                   2026

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Transcriptome-based Maturation Assessment Revealed Pro-Maturation Transcription Factors of Cardiomyocytes

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Chanthra N, Murphy S, Miyamoto M, Masuyama N, Yachie N, Kwon C, Uosaki H

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Front Bioeng Biotechnol.                                                                                                     2026   

 

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In Vivo Bioreactor Matures iPSC-CMs for MLP Disease Modeling

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Murphy SA, Cho G, Limphong P, Lee DI, Kwon C

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bioRxiv                                                                                                                                  2025  

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Rhythms of Growth: Unveiling the Mechanobiology behind Heart Maturation

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Leite Coscarella I, Kwon C

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Journal of Physiology                                                                                                     2025                                                                                               

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A Transcriptional Enhancer Regulates Cardiac Maturation

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Htet M, Lei S, Bajpayi S, Gangrade H, Arvantis M, Zoitou A, Murphy S, Chen EZ, Koleni N, Lin BL, Kwon C, Tampakakis E

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Nature Cardiovascular Research                                                                                        2024

                                                        ​

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Trajectory Reconstruction Identifies Dysregulation of Perinatal Maturation Programs in Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

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Kannan S, Miyamoto M, Zhu R, Lynott M, Guo J, Chen EZ, Colas AR, Lin BL, Kwon C

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Cell Reports                                                                                                                         2023                                                                                                         

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Conserved Transcription Factors Promote Cell Fate Stability and Restrict Reprogramming Potential in Differentiated Cells

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Missinato M, Murphy S, Lynott M, Yu MS, Kervadec A, Chang YL, Kannan S, Loreti M, Lee C, Amatya P, Tanaka H, Huang CT, Puri PL, Kwon C, Adams PD, Qian L, Sacco A, Andersen P, Colas AR

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Nature Communications                                                                                                     2023              

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Cross-Organ Transcriptomic Comparison Reveals Universal Factors during Maturation

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Kambhampati S, Murphy S, Uosaki H, Kwon C

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Journal of Computational Biology                                                                                      2022                                                                                                  

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Human Pluripotent Stem Cell-Derived Myogenic Progenitors Undergo Maturation to Quiescent Satellite Cells upon Engraftment

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Sun C, Kannan S, Choi IY, Lim H, Zhang H, Chen GS, Zhang N, Park SH, Serra C, Iyer SR, Lloyd TE, Kwon C, Lovering RM, Lim SB, Andersen P, Wagner KR, Lee G

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Cell Stem Cell                                                                                                                        2022  

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Sympathetic Neurons Regulate Cardiomyocyte Maturation in Culture

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Kowalski WJ, Garcia-Pak IH, Li W, Uosaki H, Tampakakis E, Zou J, Lin Y, Patterson K, Kwon C, Mukouyama YS

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Front Cell Dev Biol.                                                                                                               2022  ​

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Heart Neurons Use Clock Genes to Control Myocyte Proliferation

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Tampakakis E, Gangrade H, Glavaris S, Htet M, Murphy SA, Lin BL, Liu T, Saberi A, Miyamoto M, Kowalski W, Mukouyama YS, Lee G, Minichiello L, Kwon C

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Science Advances                                                                                                                2021                                                                              ​ 

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Transcriptomic Entropy Benchmarks Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Maturation against Endogenous Tissue at Single Cell Level

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Kannan S, Farid M, Lin BL, Miyamoto M, Kwon C

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PLoS Computational Biology                                                                                                2021

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Maturing Heart Muscle Cells: Mechanisms and Transcriptomic Insights

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Murphy SA, Chen EZ, Tung L, Boheler KR, Kwon C

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Semin Cell Dev Biol.                                                                                                              2021

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PGC1/PPAR Drive Cardiomyocyte Maturation at Single Cell Level via YAP1 and SF3B2

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Murphy SA, Miyamoto M, Kervadec A, Kannan S, Tampakakis E, Kambhampati S, Lin BL, Paek S, Andersen P, Lee DI, Zhu R, An SS, Kass DA, Uosaki H, Colas AR, Kwon C

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Nature Communications                                                                                                       2021

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Mechanical Stimulation Enhances Development of Scaffold-free, 3D-printed, Engineered Heart Tissue Grafts

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Lui C, Chin AF, Park S, Yeung E, Kwon C, Tomaselli G, Chen Y, Hibino N

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J Tissue Eng Regen Med.                                                                                                      2021

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Heart Generation and Regeneration

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Tampakakis E, Kwon C

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Semin Cell Dev Biol.                                                                                                              2021

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Single Cell RNA-seq Analysis of the Flexor Digitorum Brevis Mouse Myofibers

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Verma RX, Kannan S, Lin BL, Fomchenko KM, Nieuwenhuis TO, Patil AH, Lukban C, Yang X, Fox-Talbot K, McCall MN, Kwon C, Kass DA, Rosenberg AZ, Halushka MK

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Skeletal Muscle                                                                                                                     2021

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A Novel Fluorescent Reporter System Identifies Laminin-511/521 as Potent Regulators of Cardiomyocyte Maturation

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Chanthra N, Abe T, Miyamoto M, Sekiguchi K, Kwon C, Hanazono Y, Uosaki H

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Scientific Reports                                                                                                                  2020

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Large Particle Fluorescence-Activated Cell Sorting Enables High Quality Single Cell RNA-Sequencing and Functional Analysis of Adult Cardiomyocytes

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Kannan S, Miyamoto M, Lin B, Zhu R, Murphy S, Kass D, Andersen P, Kwon C

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Circulation Research                                                                                                            2019

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Neurons Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells Integrate into Rat Brain Circuits and Maintain Both Excitatory and Inhibitory Synaptic Activities

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Yin X, Xu JC, Cho GS, Kwon C, Dawson TM, Dawson VL

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eNeuro                                                                                                                                   2019

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Regulation of Cardiomyocyte Maturation during Critical Perinatal Window

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Kannan S, Kwon C

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Journal of Physiology                                                                                                           2018

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Use of a neonatal rat system as a bioincubator to generate adult-like mature cardiomyocytes from human and mouse pluripotent stem cells

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Cho GS, Tampakakis E, Andersen P, Kwon C

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Nature Protocols                                                                                                                   2017

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Neonatal Transplantation Confers Maturation of PSC-Derived Cardiomyocytes Conducive to Modeling Cardiomyopathy

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Cho GS, Lee DI, Tampakakis E, Murphy S, Andersen P, Uosaki H, Chelko S, Chakir K, Hong I, Seo K, Chen HV, Chen X, Basso C, Houser SR, Tomaselli GF, O'Rourke B, Judge DP, Kass DA*, Kwon C*

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Cell Reports                                                                                                                           2017​

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Functional Coupling with Cardiac Muscle Promotes Maturation of hPSC-Derived Sympathetic Neurons

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Oh Y, Cho GS, Li Z, Hong I, Zhu R, Kim MJ, Kim YJ, Tampakakis E, Tung L, Huganir R, Dong X, Kwon C*, Lee G*

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Cell Stem Cell                                                                                                                        2016

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Transcriptional Landscape of Cardiomyocyte Maturation

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Uosaki H, Cahan P, Lee DI, Wang S, Miyamoto M, Fernandez L, Kass DA, Kwon C

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Cell Reports                                                                                                                           2015

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​​​​​​​​Mutations in Alström Protein Impair Terminal Differentiation of Cardiomyocytes

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Shenje LT, Andersen P, Halushka MK, Lui C, Fernandez L, Collin GB, Amat-Alarcon N, Meschino W, Cutz E, Chang K, Yonescu R, Batista DA, Chen Y, Chelko S, Crosson JE, Scheel J, Vricella L, Craig BD, Marosy BA, Mohr DW, Hetrick KN, Romm JM, Scott AF, Valle D, Naggert JK, Kwon C, Doheny KF, Judge DP

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Nature Communications                                                                                                      2014

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Regenerative Medicine for the Heart: Perspectives on Stem-Cell Therapy 

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Cho GS, Fernandez L, Kwon C

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Antioxidant & Redox Signaling                                                                                            2014​​​​​​​

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