如何打造一颗心脏？华人学者发表Nature论文，绘制人类心脏单细胞和空间图谱

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

人类心脏由复杂且高度有序的结构组成，这些结构对心脏的功能至关重要。 这些结构的破坏可能导致先天性心脏病（最常见的出生缺陷），以及成人结构性心脏病（例如肥厚性心肌病和瓣膜病）。

过去几年里，随着单细胞技术的进展，科学家们绘制了出了成人心脏细胞及其祖细胞类型的详细列表。然而，人类心脏中的各种细胞类型是如何相互作用和组织以形成和维持功能性心脏结构，至今仍未完全确定。

2024年3月13日， 加州大学圣地亚哥分校Neil C. Chi教授、Quan Zhu教授等在Nature期刊发表了题为： Spatially organized cellular communities form the developing human heart 的研究论文。

该研究 绘制了发育中人类心脏的高分辨率的单细胞和空间心脏细胞图谱，揭示了不同心脏细胞类型如何相互作用并组织成为对心脏功能至关重要的复杂心脏结构。

在这项研究中国，研究团队结合单细胞分析与空间基因表达数据，成功组装出单细胞分辨率的发育中的人类心脏空间图谱，揭示了广泛的心脏细胞亚群的区域分布，以及这些细胞在心脏发育中如何相互作用。

单细胞分析识别出75个细胞亚群，这些亚群展现出与其解剖位置和发育阶段对应的特征，其中包括心脏瓣膜里的新细胞亚型。研究团队使用一种叫做MERFISH的空间成像方法，通过对单细胞中数百至数千个特定基因同时成像，初步实现了对单个细胞的空间识别。与单细胞转录组学相结合，这些数据让研究者可以将全转录组映射到初步空间图谱上，提供了前所未有的分辨率和深度来理解单个细胞及其所在。

该研究发现了细胞群的特定组合之间的相互作用，揭示了驱动不同心脏结构发育的信号模式。例如，他们观察到心室心肌细胞、成纤维细胞（结缔组织的一部分）和内皮细胞（血管组成部分）之间的相互作用，可能在心室壁的形成中发挥了作用。

总的来说，这项研究揭示出的详细信息，或有助于改进我们对先天和成人心脏病机制的理解，也可能为心脏修复指引新策略。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07171-z