Nature重磅成果：人类心脏细胞的第一个图谱

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“砰……砰……砰”尽管大多数时候我们几乎没有注重到它，然则我们体内不乱的心跳声其实是一种复杂的机理示意，就像是乐团一般，成千上万的细胞必需把握各自的吹奏节奏，并通力合作。

比来，一组科学家建立了人类心脏细胞的第一个图谱，这些图集展示了快要50万个心脏细胞，确定了每种细胞在心脏交响乐中的感化！研究人员搜检了14个健康供体心脏中的六个区域，建立了一个具体的数据库，该数据库为研究心脏病（世界局限内首要的死因）供应了新的对照根蒂。

这项研究功效于9月24日揭橥在Nature杂志上，由哈佛医学院，布莱根妇女病院，Sanger研究所，德国马克斯·德布吕克分子医学中心（MDC），伦敦帝国理工学院及其全球合作者的研究人员完成。

哈佛大学心血管遗传学家Christine Seidman透露，“要认识各类形式的心脏病出了什么问题，首先，我们必需知道什么是正常的。” 

华盛顿大学医学院的心脏病学家Douglas Mann（未介入该项研究）说，“我能够用一个词归纳我的设法：里程碑。我认为这是一个很大的成就，将成为该范畴的主要参考。”

难以研究的心脏细胞

事实证实，心脏细胞稀奇难以研究。与某些癌细胞和其他组织分歧，没有心脏细胞能够在实验室中无限日地生长和研究。是以很多心脏研究都是使用小鼠完成的，但小鼠的心脏与人的心脏有主要的区别。

健康的人类心脏也很难找到（大部门用于移植）。Seidman的团队依靠那些非常的心脏，这些心脏被拒绝移植，是以或者被冷冻，用于研究。首先，研究人员使用高通量测序方式来界说每个心脏细胞的个别特征。然后，他们将这些细胞绘制在14小我类心脏的六个区域中，个中七个来自男性，七个来自女性。“这是第一次，我们为每个细胞供应一个邮政编码，用以认识其所属的种群。”

迄今为止人类心脏最普遍的人类心脏细胞图谱

在这项研究中，研究小组剖析了快要五十万个单个细胞，构建迄今为止人类心脏最普遍的细胞图集。该图集显露了细胞的伟大多样性，揭示了心肌细胞类型，心脏珍爱性免疫细胞和复杂的血管收集。它还能够展望细胞若何通信，连结心脏正常运转。

该研究是人类细胞图谱规划的一部门，前者规划绘制人体中每种细胞的图谱。心脏的新分子和细胞有关常识将能匡助人们更好地认识心脏病，指导高度个性化治疗的成长。

研究人员说，这项工作还为未来基于再生医学的疗法奠基了根蒂。

Seidman说：“数百万人正在接管心血管疾病的治疗。认识健康的心脏将有助于我们认识细胞类型和细胞状况之间的互相感化，这些互相感化能够耽误终身功能，以及疾病之间的差别。”

“最终，这些根基常识或者会提出一些具体方针，这些方针或者会在未来导致个性化疗法，为心脏病缔造个性化药物并提高每位患者的治疗结果。”

这就是研究人员在这项新研究中要做的。

每个细胞的特征

研究小组研究了心脏六个分歧区域中近500,000个单个细胞和细胞核，经由连系单细胞剖析，机械进修和成像手艺，该团队正确地看到每个细胞中哪些基因被打开和封闭。

研究人员发现心脏分歧区域的细胞存在重大差别。他们还视察到心脏的每个区域都有特定的细胞亚群，这一发现指向分歧的发育发源，并暗示这些细胞对治疗的回响分歧。

文章一作，哈佛医学院遗传学研究员Daniel Reichart说：“该项方针志着我们对心脏若何从单个细胞，具有分歧细胞状况的多个细胞构建起来起头有了全新的熟悉，有了整个心脏区域差别的常识，我们就能够起头考虑岁数，活动和疾病的影响，匡助将心脏病学范畴推向正确医学时代。”

此外一位资深作者Norbert Hübner说：“这是第一次以这种规模视察人的心脏单细胞，只有大规模的单细胞测序才有或者。”

“这项研究显露了单细胞基因组学和国际合作的力量。认识整个心脏细胞及其基因活性是认识心脏功能，起头说明心脏对压力和疾病的回响的根基需要前提。”

作为这项研究的一部门，研究人员还细心研究了贯穿心脏的血管。该图集显露了这些静脉和动脉中的细胞若何适应分歧的压力和位置，这能匡助研究人员认识冠芥蒂时代血管出了什么问题。

伦敦帝国粹院的Michela Noseda说：“我们的国际合作经由说明心脏细胞的细胞和分子细节，为科学界供应了贵重的信息。我们绘制了或者被SARS-CoV-2传染的心脏细胞，并发现小血管的特别细胞也是病毒的靶标。”

“我们的数据集是认识心脏病细节的信息的金矿。”

研究人员还专注于认识心脏修复，研究了免疫细胞若何与健康心脏中的其他细胞互相感化和交流，以及与骨骼肌的区别。

进一步的研究将包罗查询是否能够诱导心脏细胞的自我修复。

文章资深作者，Sanger研究所的Sarah Teichmann透露：“这项伟大的合作是全球人类细胞图谱规划的一部门。心脏细胞图谱对全世界的研究人员开放，这是一个了不得的资源，它将使人们对心脏的健康和疾病，新的治疗方式有了新的熟悉，甚至有或者找到治疗再生受损心脏组织的方式。”