上海
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
心脏是复杂动物生命崛起 历 程中的关键演化创新 之一 。 长期以来，心脏研究高度集中于斑马鱼、小鼠等少数模式动物及人类自身，而对占动物界绝大多数的节肢动物、软体动物及原索动物等类群知之甚少。 事实上，非模式动物身处生命之树的关键演化节点，承载着心脏从简单管状结构到复杂腔室器官的丰富过渡形态，同时许多类群还拥有惊人的心脏再生能力，具有不可替代的研究价值。然而，在非模式物种 心脏 研究中仍面临诸多技术和方法上的挑战。
中国海洋大学领衔发起的“心脏演化图谱”（HEART；Heart Evolution Atlas: a Repertoire across Tree-of-life）大科学计划， 旨在绘制涵盖生命之树主要动物类群的心脏演化时空多组学图谱，从而系统解码心脏起源及其宏观演化遗传机制。
2026 年 7 月 23 日，中国海洋大学赵龙教授、王玮教授、王师教授，青岛市妇女儿童医院泮思林教授，广东省人民医院费继锋教授，青岛华大生命科学研究院刘群研究员作为论文共同通讯作者（连姗姗、王玮、芦美娜、韩文韬、骆佳鑫、张雪娇、李昱儒、刘耀新、逄越作为论文共同第一作者），在国际顶尖学术期刊Science上发表了题为：Spatiallyresolved single-cell atlas reveals the macroevolutionary trajectory of animal hearts 的研究论文。
该研究报道了“心脏演化图谱”大科学计划的重大阶段性成果，通过绘制空间分辨的单细胞图谱揭示了动物心脏的宏观演化轨迹，为心脏的遗传调控解析与临床医学研究提供了重要参考。
动物心脏在适应性进化过程中展现出多样的解剖结构。该研究展示了来自脊索动物、节肢动物和软体动物共 27 个物种的成年心脏多组学图谱，涵盖了节肢动物（果蝇等）与软体动物（扇贝、蜗牛、章鱼等）；以及头索动物（文昌鱼）、尾索动物（海鞘） 等脊索动物，以及脊柱动物的 无 颌类（七鳃鳗）、软骨鱼类（条纹斑竹鲨 等 ）、硬骨鱼类（斑马鱼、非洲肺鱼）、两栖类（爪蟾、蝾螈等）、爬行类（红耳龟等）、鸟类（斑胸草雀等）及哺乳类（小鼠、人类等）， 代表了 水生、两栖及陆生 等多种生态类型 。从而贡献了迄今 为止物种覆盖度最广、演化跨度最大的成体心脏多维转录组数据集，并建立了开放共享的数据库 HEART （ https://db.genomics.cn/stomics/heart/ ），为整个科学共同体提供了重要的动物心脏研究资源与平台支撑。
联合分析表明，两侧对称动物心脏共享一个核心基因库，以逐步“添加”的方式作为普遍的进化策略。原初心脏由关键细胞类型构成，包括心肌细胞、成纤维细胞、内皮细胞和神经细胞，这些细胞在随生活环境变化而进化以及心血管系统相应适应过程中，保持了核心特征。此外，该研究还揭示了一种在进化上保守的心肌细胞状态动态，可能跟心脏发育和应激反应有关。最后，该研究识别出一个共同的分子程序，支撑着以心室为基础的心腔演化。总的来说，这项研究为理解心脏演化的内在机制建立了一个资源库。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw0855
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