Nature：首次揭示胚胎形成初期产生心脏的全部细胞谱系

每年，成千上万的准父母在得知他们的孩子出生时就有先天缺陷时，他们共同的9个月的梦想和期待变成了绝望和恐惧；全球每20个出生的孩子中就有一个会受到这种毁灭性事件的影响。我们的器官、四肢和面部的形成是数百万个细胞精心编排的运动和行为的结果，就像舞蹈团中的舞者一样。即便有一些细胞不能到达正确的位置，不能发挥它们正常的功能，最终的结果就是先天缺陷。然而，每个细胞如何知道在正确的时间和地点做什么，这在很大程度上一直是个谜。

器官发生涉及多种细胞类型整合在一起；细胞类型特异性的基因网络失调导致出生缺陷，所导致的出生缺陷影响5％的活婴。先天性心脏缺陷是最常见的出生缺陷，并且是由不同的心脏祖细胞亚群受到破坏引起的，但是导致器官水平缺陷的个体祖细胞的转录变化仍然是未知的。

图片来自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1414-x。

在一项新的研究中，来自美国格拉斯通心血管疾病研究所和加州大学旧金山分校等研究机构的研究人员利用单细胞RNA测序研究了早期的心脏祖细胞，这是因为在正常和异常的心脏发生过程中它们会发生特化，这就可揭示特定的细胞群体的失调如何导致灾难性后果。相关研究结果于2019年7月24日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Single-cell analysis of cardiogenesis reveals basis for organ-level developmental defects”。

一种基于网络的计算方法用于单细胞RNA测序分析，可预测谱系特化的转录因子。尽管在缺乏Hand2的小鼠中右心室无法形成，但是这种方法鉴定出Hand2是流出道细胞（outflow tract cell）而不是右心室细胞的一种特化因子。

对缺乏Hand2的胚胎进行时间单细胞转录组分析揭示流出道心肌特化失败，然而，右心室心肌发生特化，但是不能正确地分化和迁移。Hand2的丧失还导致视黄酸信号转导失调和心脏祖细胞的前-后模式破坏。

这项研究揭示出指导个体心脏祖细胞的命运和分化的转录决定因子，并阐明了单细胞分辨率下心脏发育受到破坏的机制，这就为研究先天性心脏缺陷提供了一种框架。

参考资料：T. Yvanka de Soysa et al. Single-cell analysis of cardiogenesis reveals basis for organ-level developmental defects. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1414-x.

Cell：细胞治疗领域观察者

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