我們能從心臟的單細(xì)胞圖中了解到什么

細(xì)胞

的心臟數(shù)十年的心臟研究集中在心臟的肌肉成分上，這些細(xì)胞具有有助于心肌收縮的心肌細(xì)胞。但是，心肌細(xì)胞依靠復(fù)雜的特殊細(xì)胞群來(lái)保持心臟跳動(dòng)，研究人員長(zhǎng)期以來(lái)一直在爭(zhēng)論人類心臟內(nèi)的主要細(xì)胞類型是什么。

該研究的第一作者，PCL項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人內(nèi)森·塔克(Nathan Tucker)說(shuō)：“近年來(lái)，我們意識(shí)到心臟是真正復(fù)雜的細(xì)胞混合物，"他現(xiàn)在是共濟(jì)會(huì)醫(yī)療的助理教授。研究機(jī)構(gòu)?！坝泻芏嗌形撮_(kāi)發(fā)的生物學(xué)讓我們理解。"

即使使用現(xiàn)代單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)，人類心臟細(xì)胞的研究也一直具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樾募〖?xì)胞太大，無(wú)法被這些方法中使用的標(biāo)準(zhǔn)流體裝置處理。取而代之的是，這項(xiàng)新研究背后的團(tuán)隊(duì)采用了另一種方法：?jiǎn)魏藴y(cè)序，該技術(shù)可以分解細(xì)胞并分析單個(gè)核而不是整個(gè)完整細(xì)胞中的RNA。這種方法使他們能夠調(diào)查整個(gè)人心臟中的細(xì)胞，定義其基因表達(dá)譜，并探查罕見(jiàn)的細(xì)胞類型，從而超越以往的可能性。

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)從心臟的所有四個(gè)腔室分析出287,269個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞核，發(fā)現(xiàn)了令人驚訝的心臟細(xì)胞類型和亞型?！霸S多人認(rèn)為心臟相對(duì)均勻，"埃利諾指出?！凹?xì)胞亞型的數(shù)量，多樣性的程度以及純粹的復(fù)雜性正在令人毛骨悚然。"

單核數(shù)據(jù)還顯示，在某些細(xì)胞類型中，細(xì)胞基因表達(dá)譜隨心室而變化。例如，與其他腔室相比，心臟的駐留免疫細(xì)胞在右心房顯示出*的基因表達(dá)模式。

“我們長(zhǎng)期以來(lái)一直了解，跨越心臟腔室的心肌細(xì)胞是不同的。但是我們不知道所有其他支持細(xì)胞及其活動(dòng)在不同的室中也會(huì)有所不同，"塔克說(shuō)?！耙虼耍枰谒鼈儊?lái)自的腔室的背景下了解這些細(xì)胞的事實(shí)，這確實(shí)是一個(gè)令人驚訝且重要的發(fā)現(xiàn)。"

對(duì)單個(gè)細(xì)胞的研究極大地?cái)U(kuò)展了對(duì)各種器官系統(tǒng)的生物學(xué)理解，但是在心臟研究中，仍然存在一些基本問(wèn)題。人的心臟有多少種細(xì)胞?這些細(xì)胞在心臟的不同區(qū)域有不同的行為嗎?各種細(xì)胞類型如何影響心臟健康和疾病?

為了幫助回答這些問(wèn)題，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)與拜耳大學(xué)，賓夕法尼亞大學(xué)麻薩諸塞州總醫(yī)院和共濟(jì)會(huì)醫(yī)學(xué)研究所的精密心臟病實(shí)驗(yàn)室(PCL)的研究人員現(xiàn)已生成了-全面的高分辨率細(xì)胞圖迄今為止的人類心臟。通過(guò)研究來(lái)自七個(gè)健康心臟的近300,000個(gè)單個(gè)心臟細(xì)胞，研究小組確定了器官中的9種主要細(xì)胞類型和20多種亞型。他們還發(fā)現(xiàn)了器官不同部位的基因表達(dá)模式以及常見(jiàn)心血管疾病可能涉及的細(xì)胞類型。

了解健康人類心臟內(nèi)所有不同的細(xì)胞及其變化方式，使研究人員可以深入研究這些細(xì)胞在疾病中的行為方式。這種知識(shí)可以幫助科學(xué)家確定與心血管疾病有關(guān)的特定心臟細(xì)胞類型的新型藥物靶標(biāo)。

PCL拜耳公司負(fù)責(zé)人克里斯蒂安·斯蒂格曼(Christian Stegmann)說(shuō)：“對(duì)人心臟中不同類型的細(xì)胞了解甚少。"

高級(jí)研究作者Patrick Ellinor表示同意?！霸诨緦用嫔希覀?cè)噲D提出一個(gè)非常簡(jiǎn)單的問(wèn)題，那就是人類心臟中有多少種細(xì)胞類型，以及它們看起來(lái)是什么樣的，"博德研究所成員，PCL和Broad研究所主任Ellinor說(shuō)。心血管疾病倡議組織，麻省總醫(yī)院心律不齊服務(wù)主任。