史上首次！科研团队大规模绘制人类心脏的详细“地图”

一个由哈佛医学院、布里格姆妇女医院、维康桑格研究所、马克斯德尔布鲁克分子医学中心和伦敦帝国理工学院领导的多国科学家团队绘制了成人心脏六个解剖区域的详细细胞和分子图。

哈佛大学和霍华德休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)的心血管遗传学家、布莱根妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)心血管遗传学中心(cardiovascular Genetics Center at Brigham and Women’s Hospital)主任Christine Seidman博士说：“要想了解各种心脏病的病因，首先我们需要知道什么是正常的。”

“我可以用一个词来概括我的想法:不朽，”华盛顿大学医学院的心脏病专家Douglas Mann博士补充道。

“我认为这是一项巨大的成就，将为该领域提供大量的参考资料。”

研究人员使用高通量测序方法来确定每个心脏细胞的个体特征。

然后，他们在14颗健康供体心脏的6个区域绘制了这些细胞，其中7颗来自男性，7颗来自女性。

他们还利用荧光标记分析了心脏细胞的RNA水平，以收集其功能的分子细节。

“不仅要识别细胞所在的位置，还要识别它们产生的蛋白质，这对研究来说尤其有好处，”Mann博士说。

例如，通过使用图谱比较病变心脏和健康心脏的细胞，研究人员可能查明差异，并针对心脏病的新疗法。

尽管研究小组只研究了相对较少的心脏，但新的图谱揭示了一些生物学上的惊喜。

心脏的六个区域包含了11种不同的细胞类型，作者发现了超过62种不同的细胞亚型，这是以前从未见过的。

他们还发现了健康心脏在男性和女性之间的差异;女性拥有比男性更多的心肌细胞，称为心肌细胞。

Seidman博士说:“这需要更多的研究，因为这些细胞可能掌握着两性心脏病差异的线索。”

“现在我们有了正常人心脏的单细胞图谱，包括细胞组成和基因表达，”阿尔伯塔大学的研究员加文·韦德(Gavin Oudit)教授说。

“这是了解心脏病和开发新的有针对性的治疗方法来阻止它的第一步。”

“我们现在的工作是看看基因性心肌病患者的细胞类型和基因表达是如何改变的。”

“我们在国际上的努力为科学界提供了一套无价的信息，通过阐明心脏细胞的细胞和分子细节，这些细胞协同工作将血液泵入全身，”Michela Noseda博士说，他是国家心肺研究所、英国心脏基金会卓越研究中心和帝国理工学院再生医学中心的研究员。

“我们使用来自心脏细胞图谱的数据来绘制可能被SARS-CoV-2感染的心脏细胞，并发现小血管的特殊细胞也是病毒的目标。”

“我们的数据集是一座信息宝库，可以帮助我们理解心脏病的微妙之处以及我们宝贵的心脏是如何工作的。”

“这个项目标志着对单细胞如何构建心脏的新理解的开始，许多单细胞都有不同的细胞状态，”哈佛医学院的遗传学家丹尼尔·赖夏特(Daniel Reichart)博士说。

“有了对心脏各区域差异的了解，我们就可以开始考虑年龄、运动和疾病的影响，帮助推动心脏病学领域向精准医疗时代迈进。”

马克斯·德尔布鲁克分子医学中心的研究员Norbert Hübner教授说:“这是第一次有人以这种规模研究人类心脏的单细胞，这只有通过大规模的单细胞测序才能实现。”

“这项研究显示了单细胞基因组学和国际合作的力量。”

“对心脏细胞及其基因活动的全面了解是了解心脏如何运作，并开始阐明心脏如何应对压力和疾病的基本必要。”

新图谱是“人类细胞图谱计划”的一部分，该计划由Chan Zuckerberg计划资助，旨在绘制人类体内所有的细胞类型。

“到一定时候，我们真正想知道的是，不同类型的细胞在微观和功能层面上是如何结合在一起的，”Watkins博士说。

“这是另一个雄心勃勃的目标，但这里提供的地图集是一个令人兴奋的开始。”该小组的论文发表在《自然》杂志的网络版上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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