在一项新研究中,研究人员制作了迄今最详细、最全面的人类心脏细胞图谱,其中包括心脏传导系统的特殊组织,即心跳的发源地。7月12日,相关成果发表于《自然》。
这项研究是国际人类细胞图谱计划的一部分,该计划正在为人体中的每种细胞类型绘图,以增进人们对健康和疾病的理解。
该研究绘制了人类心脏的8个区域,描述了75种不同的细胞状态,包括心脏传导系统的细胞,它们是负责心跳的一组细胞,以前还没有进行过如此详细的研究。人类心脏传导系统,即心脏的“线路”,负责将电脉冲从心脏的顶部发送到底部,并协调心跳。
空间转录组学可以给出细胞在组织中的位置“地图”,通过该方法,研究人员第一次了解了这些细胞是如何相互交流的。这张“地图”就像一本分子指南,展示了健康细胞的样子,并为了解疾病中出现的问题提供了重要参考。
出乎意料的是,该工具发现起搏细胞表达某些药物的靶点,如用于糖尿病和减肥的药物GLP1的副作用是增加心率,但其机制尚不清楚。这项研究表明,心率增加的部分原因可能是这些药物对起搏细胞的直接作用。该团队在起搏细胞的干细胞模型中也展示了这一发现。
这项研究定义了这些细胞的特征及其所处的多细胞生态位,为未来研发更好、更有针对性的抗心律失常疗法打开了大门。
该研究还有一个意想不到的发现。传导系统细胞和神经胶质细胞之间有着密切关系,后者是神经系统的一部分。这项研究表明,神经胶质细胞与传导系统细胞有物理接触,可能发挥重要的支持作用——与起搏细胞沟通,引导神经末梢到达起搏细胞,并支持其释放神经递质谷氨酸。
另一个关键发现是心脏外表面的免疫结构。它含有浆细胞,可以向心脏周围的空间释放抗体,以防止肺部的感染。研究人员还发现了一种富含激素的细胞生态位,这种激素可以被解释为心力衰竭的早期预警信号。
这项研究的资深作者、维康桑格研究所的Sarah Teichmann是HCA组织委员会联合主席。他表示:“心脏细胞图谱以前所未有的细节揭示了心脏微观解剖学,包括实现每一次心跳的心脏传导系统,是研究心脏病和设计潜在疗法的宝贵参考。
(文乐乐)