Cell：重磅!迷信家应用单细胞测序研讨人类心脏发育

2021年4月7日 讯 /100医药网BIOON/ 人类心脏来源于中胚层，发育故意管，在怀胎后21天左右开端跳动。30天后心管轮回，造成四个独自的心腔和心外膜。随后，流出道（OFT）分解，心室肌外侧部门转化为致密心肌和距离。终极，OFT分为被动脉和肺动脉，年夜部门的心脏距离在妊娠晚期停止时实现。这些简单的变乱是简单和适时的基因表白互相作用的成果，这些互相作用与作用于发育中间脏的每个部门的空间和功效法式无关。

鼠类和人类心脏发育之间存在差别。是以，必要对人类发育组织进行空间解析的单细胞转录数据。

基于此，瑞典皇家理工学院基因技术系主任Joakim Lundeberg传授率领团队提出了一种分子办法，提醒了在胚胎心脏的三个发育阶段细胞类型的综合转录图谱，并将细胞类型特同性基因表白映射到特定的剖解构造域。该项任务以“A Spatiotemporal Organ-Wide Gene Expression and Cell Atlas of the Developing Human Heart”为题颁发在《Cell》上杂志。

研讨职员发当初所研讨的光阴窗（4.5-9 PCW）内，空间基因表白在胚胎发育的晚期树立并维持，而且心脏内区域之间的基因表白差别比光阴点之间的差别更显明。

心脏三个发育阶段的全时空阐发， doi:10.1016/j.cell.2019.11.025

进一步研讨，发现心脏上部细胞多样性丰厚，包含OFT、心房的次要部门、AV心外膜下间质、瓣膜安装和带有肺静脉的纵膈组织。

6.5–7 PCW人胚胎心脏的单细胞阐发， doi:10.1016/j.cell.2019.11.025

接上去，研讨职员使用单分子RNA荧光原位杂交（smFISH）穿插验证了三个ISS基因探针的成果，其发生的形式与测序察看到的形式类似。研讨职员将ISS的亚细胞空间分辩率利用于ST阐发的三个心脏组织。设计一个基因面板，应用来自两个婚配的6.5–7 PCW生物样本的ST和scRNA序列阐发的信息。

通过smFISH验证ISS数据， doi:10.1016/j.cell.2019.11.025

研讨职员还发现了空间细胞映射证明了ST预测的团簇的空间散布，并解析了由彼此凑近的分歧细胞类型造成的更精密的构造。

人类心脏发育中期的细胞类型图， doi:10.1016/j.cell.2019.11.025

ISS成果通过将scRNA-seq成果与响应空间标志基因的成果进行比拟。心脏神经嵴细胞仅在晚期呈现，而雪旺祖细胞仅在前期呈现。心脏神经嵴细胞在任何光阴点均不存在于房室结下心外膜间质中，但雪旺祖细胞在前期添补该区域。

心脏发育三个阶段的靶向时空阐发， doi:10.1016/j.cell.2019.11.025

末了，该研讨团队提供了一个地下的网络资本，以直观地摸索调控人类心脏发育的空间基因表白形式(https://hdca-sweden.scilielab.se/a-study-on-human-heart-development/)。

三维基因表白图谱， doi:10.1016/j.cell.2019.11.025

综上所述，该研讨团队应用单细胞时空办法研讨了人类心脏的发育，并构建了一种分子办法，可用于摸索其他生物的发育进程。该研讨团队的办法可以摸索组织中的整体空间转录形式，打消其细胞异质性，并选择性地靶向具备招致细胞类型差别的空间异质性表白形式的症结基因。该研讨团队的心脏发育模子是第一个具备单细胞空间分辩率的器官范畴人类发育转录图谱。为了不便开辟，该研讨团队创立了一个地下的网络资本，可以用来研讨和可视化二维和三维模子(https://hdca-sweden.scilielab.se/a-study-on-human-heart-development/)心脏发育进程中基因时空表白形式的研讨。（100医药网100yiyao.com）

参考文献

1、Asp, Michaela et al. “A Spatiotemporal Organ-Wide Gene Expression and Cell Atlas of the Developing Human Heart.” Cell vol. 179,7 (2019): 1647-1660.e19. doi:10.1016/j.cell.2019.11.025；

2、Phansalkar, Ragini, and Kristy Red-Horse. “Techniques converge to map the developing human heart at single-cell level.” Nature vol. 577,7792 (2020): 629-630. doi:10.1038/d41586-020-00151-z；

3、Li, Guang et al. “Single cell expression analysis reveals anatomical and cell cycle-dependent transcriptional shifts during heart development.” Development (Cambridge, England) vol. 146,12 dev173476. 14 Jun. 2019, doi:10.1242/dev.173476