高度详细的心脏地图可以指导个性化的心脏治

科学家们绘制了一张健康人体心脏的详细细胞和分子图谱，以了解这一重要器官的功能，并揭示出心血管疾病中出现的问题。

研究小组分析了近50万个单个细胞，建立了迄今为止人类心脏最广泛的细胞图谱。心脏地图显示了细胞的巨大多样性，揭示了心肌细胞类型、心脏保护性免疫细胞和错综复杂的血管网络。它还预测了细胞如何进行通讯以维持心脏的工作。

人体细胞地图册是对人体各细胞类型的主动研究。新的心脏分子和细胞知识有望使人们更好地了解心脏病，并指导高度个性化治疗的发展。研究人员表示，这项工作也为将来基于再生医学的疗法奠定了基础。

在一生中，平均每个人的心脏向身体传递超过20亿次维持生命的跳动。在这一过程中，它有助于向细胞、组织和器官输送氧气和营养物质，并能清除二氧化碳和废物。每天，心脏跳动约10万次，单向流动通过四个不同的腔室，随着休息、锻炼和压力的变化而变化。每一次心跳都需要在心脏不同部位的不同细胞间进行精细复杂但完美的同步。当这种复杂的协调性恶化时，它会导致心血管疾病，这是全世界死亡的主要原因，估计每年有万人死亡。

详细描述一个健康心脏细胞内的分子过程对于理解心脏病是如何出错的至关重要。这些知识可以为各种形式的心血管疾病提供更精确、更好的治疗策略。

数百万人正在接受心血管疾病的治疗。了解健康的心脏将有助于我们了解细胞类型和细胞状态之间的相互作用，从而实现终身功能，以及这些在疾病中的差异。最终，这些基本的见解可能会为未来的个体化治疗提供特定的目标，创造治疗心脏病的个性化药物，并提高每个患者的治疗效果。

研究小组研究了来自14名心脏健康但不适合移植的器官捐赠者的心脏6个不同区域的近50万个单个细胞和细胞核。利用单细胞分析、机器学习和成像技术的结合，研究小组可以准确地看到每个细胞中哪些基因被打开和关闭。

研究人员发现心脏不同区域的细胞有很大的差异。研究还观察到，心脏的每个区域都有特定的细胞亚群，这一发现指出了不同的发育起源，并表明这些细胞对治疗的反应不同。

这个项目也标志着人们对心脏是如何由单个细胞构成的新认识的开始，许多细胞具有不同的细胞状态。随着对心脏区域差异的了解，可以开始考虑年龄、运动和疾病的影响，帮助心脏病学领域朝着精确医学时代迈进。

这是第一次有人在这个尺度上观察人类心脏的单个细胞，只有大规模的单细胞测序才有可能，这项研究显示了单细胞基因组学和国际合作的力量，全面了解心脏细胞及其基因活性，是了解心脏如何运作并开始揭示心脏如何应对压力和疾病的基本必要条件。

作为这项研究的一部分，研究人员还对穿过心脏的血管进行了前所未有的详细观察。该图谱显示了这些静脉和动脉中的细胞如何适应不同的压力和位置，以及如何帮助研究人员了解冠心病期间血管中的问题。

国际努力通过揭示心脏细胞的细胞和分子细节，为科学界提供了一套宝贵的信息。研究人员还专注于了解心脏修复，研究免疫细胞如何与健康心脏中的其他细胞相互作用和交流，以及这与骨骼肌的区别。

进一步的研究将包括研究是否有任何心脏细胞能够被诱导自我修复。向全世界的研究人员开放的心脏细胞图谱是一个极好的资源，它将导致对心脏健康和疾病的新认识，新的治疗方法，甚至可能找到再生受损心脏组织的方法。

来源：Cellsoftheadulthumanheart

《血管与腔内血管外科杂志》

.09.25

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