近日，研究人員在單細(xì)胞分辨率上繪制出了小鼠胚胎心臟起源的圖譜，幫助確定了在發(fā)育初期構(gòu)成心臟的細(xì)胞類型。相關(guān)論文[Characterization of a common progenitor pool of the epicardium and myocardium]刊登于《科學(xué)》。

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.

研究人員對胚胎小鼠心臟進(jìn)行了顯微解剖，以觀察一種非常早期的細(xì)胞條紋——心臟新月，如何轉(zhuǎn)變?yōu)榫€狀心臟管。研究人員利用高分辨率成像、延時(shí)顯微鏡和單細(xì)胞RNA測序識別了細(xì)胞類型，能夠在大約12小時(shí)的發(fā)育過程中跟蹤不同群體的心肌祖細(xì)胞的發(fā)育。

FHF，第一心臟領(lǐng)域；SHF，第二心臟區(qū)域；CM，心肌細(xì)胞

使用Mab21l2-iCreERT2轉(zhuǎn)基因小鼠品系進(jìn)行譜系標(biāo)記實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

示意圖右側(cè)突出顯示了在E7.75和E8.0之間標(biāo)記近心臟區(qū)域（JCF）導(dǎo)致在E10.5處標(biāo)記心肌細(xì)胞（CM）和心外膜（Epi）。

1期Mab21l2-iCreERT2的最大強(qiáng)度投影（MIP）

對心臟肌鈣蛋白T（cTnT）和YFP免疫染色的R26R-YFP胚胎。YFP陽性細(xì)胞（箭頭）位于JCF中。

來自E8.5 Mab21l2-iCreERT2的心臟環(huán)管的MIP

 對α-肌動(dòng)蛋白和YFP進(jìn)行了免疫染色。箭頭突出顯示了重組的YFP細(xì)胞在心肌內(nèi)的位置（2.），并保留在JCF祖細(xì)胞區(qū)域（1.）內(nèi)。虛線框（3.）放大顯示了JCF衍生的具有肌動(dòng)蛋白肌節(jié)條紋的心肌細(xì)胞。OFT，流出道；IFT，流入管道。

小鼠胚胎心臟初期圖像     圖片來源：牛津大學(xué)

圖譜展示了一個(gè)老鼠胚胎心臟剛剛開始形成的階段。在初期，這些細(xì)胞排列成典型的新月形，并且已經(jīng)表現(xiàn)出緩慢有節(jié)奏的收縮。隨著發(fā)育，圖中綠色、紅色和品紅代表了構(gòu)成心臟的不同區(qū)域。胚胎期的心臟在這個(gè)階段被描述為“線形心臟管”，并可以看到心室開始形成和成形。

新技術(shù)使他們第一次確定了一組祖細(xì)胞，它有助于心肌細(xì)胞和早期心外膜（心臟最外層）形成。這些膜提供了能指導(dǎo)心臟組織發(fā)育和修復(fù)的細(xì)胞和其他蛋白質(zhì)。研究人員認(rèn)為更好地了解它的起源有助于為再生心臟治療提供信息，也可以提高我們對先天性心臟缺陷的認(rèn)識。

相關(guān)論文信息：http://dx.doi.org/10.1126/science.abb2986