一个细胞一个细胞地跟踪早期心脏形成

近日，研究人员在单细胞分辨率上绘制出了小鼠胚胎心脏起源的图谱，帮助确定了在发育初期构成心脏的细胞类型。相关论文[Characterization of a common progenitor pool of the epicardium and myocardium]刊登于《科学》。

The mammalian heart is derived from multiple cell lineages; however, our understanding of when and how the diverse cardiac cell types arise is limited. We mapped the origin of the embryonic mouse heart at single-cell resolution using a combination of transcriptomic, imaging, and genetic lineage labeling approaches. This provided a transcriptional and anatomic definition of cardiac progenitor types. Furthermore, it revealed a cardiac progenitor pool that is anatomically and transcriptionally distinct from currently known cardiac progenitors. Besides contributing to cardiomyocytes, these cells also represent the earliest progenitor of the epicardium, a source of trophic factors and cells during cardiac development and injury. This study provides detailed insights into the formation of early cardiac cell types, with particular relevance to the development of cell-based cardiac regenerative therapies.

研究人员对胚胎小鼠心脏进行了显微解剖，以观察一种非常早期的细胞条纹——心脏新月，如何转变为线状心脏管。研究人员利用高分辨率成像、延时显微镜和单细胞RNA测序识别了细胞类型，能够在大约12小时的发育过程中跟踪不同群体的心肌祖细胞的发育。

FHF，第一心脏领域；SHF，第二心脏区域；CM，心肌细胞

使用Mab21l2-iCreERT2转基因小鼠品系进行谱系标记实验的实验设计。

示意图右侧突出显示了在E7.75和E8.0之间标记近心脏区域（JCF）导致在E10.5处标记心肌细胞（CM）和心外膜（Epi）。

1期Mab21l2-iCreERT2的最大强度投影（MIP）

对心脏肌钙蛋白T（cTnT）和YFP免疫染色的R26R-YFP胚胎。YFP阳性细胞（箭头）位于JCF中。

来自E8.5 Mab21l2-iCreERT2的心脏环管的MIP

 对α-肌动蛋白和YFP进行了免疫染色。箭头突出显示了重组的YFP细胞在心肌内的位置（2.），并保留在JCF祖细胞区域（1.）内。虚线框（3.）放大显示了JCF衍生的具有肌动蛋白肌节条纹的心肌细胞。OFT，流出道；IFT，流入管道。

小鼠胚胎心脏初期图像     图片来源：牛津大学

图谱展示了一个老鼠胚胎心脏刚刚开始形成的阶段。在初期，这些细胞排列成典型的新月形，并且已经表现出缓慢有节奏的收缩。随着发育，图中绿色、红色和品红代表了构成心脏的不同区域。胚胎期的心脏在这个阶段被描述为“线形心脏管”，并可以看到心室开始形成和成形。

新技术使他们第一次确定了一组祖细胞，它有助于心肌细胞和早期心外膜（心脏最外层）形成。这些膜提供了能指导心脏组织发育和修复的细胞和其他蛋白质。研究人员认为更好地了解它的起源有助于为再生心脏治疗提供信息，也可以提高我们对先天性心脏缺陷的认识。

相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1126/science.abb2986