中新網北京3月14日電 (記者 孫自法)國際著名學術期刊《自然》最新發表發表一篇發育生物學論文,研究人員通過繪制出發育中人類心臟的全面空間細胞圖譜,揭示了不同心臟細胞類型如何相互作用并組織成為對心臟功能至關重要的復雜心臟結構,將助力理解心臟病機制,或可指引心臟修復。

該論文介紹,心臟是哺乳動物最先發育的器官,由高度有序的結構組成,這些結構需要協調才能正常工作。這些結構的缺陷會造成先天性心臟病和成人的心臟疾病。隨著過去幾年間單細胞技術的進展,科學家已編制出成人心臟細胞及其祖細胞類型的詳細列表。

在本項研究中,論文共同通訊作者、美國加利福尼亞大學圣迭戈分校Neil C. Chi和同事一起,他們結合單細胞分析與空間基因表達數據,成功組裝出單細胞分辨率的發育中的人類心臟空間圖譜,揭示了廣泛的心臟細胞亞群的區域分布,以及這些細胞在心臟發育中如何相互作用。

研究過程中,論文作者通過單細胞分析識別出75個細胞亞群,這些亞群展現出與其解剖位置和發育階段對應的特征,其中包括心臟瓣膜里的新細胞亞型。他們使用一種叫做MERFISH的空間成像方法,通過對單細胞中數百至數千個特定基因同時成像,初步實現了對單個細胞的空間識別。與單細胞轉錄組學相結合,這些數據讓研究者可以將全轉錄組映射到初步空間圖譜上,提供了前所未有的分辨率和深度來理解單個細胞及其所在。

同時,論文作者還發現了細胞群的特定組合之間的相互作用,揭示了驅動不同心臟結構發育的信號模式。例如,他們觀察到心室心肌細胞、成纖維細胞(結締組織的一部分)和內皮細胞(血管組成部分)之間的相互作用,可能在心室壁的形成中發揮了作用。

論文作者總結說,他們這項研究揭示出的詳細信息,或有助于改進人們對先天和成人心臟病機制的理解,也可能為心臟修復指引新策略。(完)