单细胞测序在小鼠心脏发育过程中需要进行普查
做一颗心可不简单。
在子宫里，这个器官一开始是一根管子，长出珠子状的块状，自我折叠，最终演变成更熟悉的四腔结构。
但究竟是怎么做到的心细胞按照它们的遗传程序来创造一个复杂的、维持生命的泵，这仍然是一个谜。
“我们很想有一个蓝图，告诉我们心脏是如何从开始到结束的，”心脏病学研究员乔纳森·塞德曼说，他是哈佛医学院亨丽埃塔·B.和弗雷德里克·H.布格基金会遗传学教授。
塞德曼和来自HMS的同事们，包括高级研究员克里斯汀·塞德曼，HMS的托马斯·w·史密斯医学教授，刚刚把这个粗略的图表补充了一点。
研究人员采样心脏细胞小鼠胚胎发育的七个不同阶段。利用最近的单细胞RNA测序技术，他们将这些细胞分为三个已知的类别:心肌细胞;内皮细胞形成血管;以及将所有东西连接在一起的成纤维细胞，并观察它们的基因活动如何随着时间的推移而变化。
Jon Seidman说:“这是我们第一次有机会以100个细胞的分辨率来观察心脏地图。”
该结果于11月10日公布细胞发育，有助于澄清细胞类型出现在心脏的不同部位在每个时间段，并揭示了以前未知的细胞类型。研究人员还描述了小鼠中特定细胞类型的错误，这种基因突变导致先天性心脏缺陷在人类身上。
Jon Seidman说:“这项研究提供了一个时间和空间图谱，描绘了四个腔室中不同细胞群的发展。”“反之亦然:通过观察细胞的RNA表达，我们可以收集到其起源的线索。”
当然，老鼠的心脏不是人类的心脏。例如，成年老鼠的心脏比我们的小3000倍，跳动速度快10倍。然而，作者说，这两个物种之间的许多特征是“显著保守的”，包括器官的四腔结构，指导肌肉收缩和放松的电信号，以及参与肌肉功能的分子。这建立了团队的信心，他们的发现最终将为人类心血管系统的知识提供信息。
当研究人员对新的和已知的遗传标记进行分类，以识别来自特定位置和发育阶段的细胞时，他们注意到一组细胞意外地显示了通常在心肌细胞或成纤维细胞中发现的基因的混合。研究小组目前正在研究这些不同寻常的细胞在心脏成熟过程中的作用。
作者说，追踪发育中的心脏中单个细胞和细胞类型的能力也应该有助于研究人员研究基因突变如何改变每个细胞群的成熟方式。
“希望现在我们开始在单细胞水平上了解基因和基因的扰动是如何细胞导致心脏结构的变化，并阐明心脏如何构建的重要步骤，”塞德曼说。
尽管研究人员的观察结果不太可能很快导致新的治疗方法，塞德曼说，他们确实计划调查特定的缺陷是如何导致的先天性心脏病“实际上导致了儿科心脏病专家多年来一直在观察的变化。”
进一步探索
