单细胞测序揭示心脏动脉形成
由埃琳娜·卡诺博士领导的研究小组在马克斯德尔堡大学霍尔格·格哈特教授的综合血管生物学实验室工作柏林的
发表在《循环研究》(Circulation research)杂志上的这项研究，填补了冠状动脉病理生理学的重要知识空白，并可能提高旨在修复心脏病发作和中风造成的心肌损伤的治疗效果。心脏病和中风是世界上导致死亡和残疾的最大原因。DZHK为该项目提供了资金。
心肌组织可能因心脏病发作或中风而死亡。心脏的血流量随之减少，导致不可逆转的损害。虽然一些组织可以通过形成新血管来再生其自身的血液供应，但这一过程往往不足以完全恢复血液供应。目前的治疗集中在症状管理和减缓心脏病。
研究人员已经尝试了许多不同的技术来促进受伤心脏组织中新动脉的生长。卡诺声称，他们还没有成功地创造出一个成熟、稳定的血管网络来增强心脏功能。主要缺点之一是缺乏对血管细胞用来构建分层血动脉网络的复杂细胞、化学和结构线索的更多了解。
卡诺在研究组织的血管化过程中，在她的样本中发现了一种特定的动脉前细胞，这种细胞类型似乎对新动脉的形成至关重要。之前的研究已经报道了这些动脉前细胞。但是卡诺想用现代技术来分析它们。
研究人员证明，这些心脏动脉前细胞起源于“尖端细胞”，这是一种特殊的细胞，可以感知环境信号，将生长的血管导向特定的方向。他们利用单细胞测序技术分析了不同发育阶段小鼠心肌细胞的转录组。
此外，该小组使用3D时空映射来验证他们的发现。此外，与目前所认为的动脉形成方式相反，他们证明了这些前动脉细胞已经被“标记”为动脉细胞。
人们一直认为，新的动脉形成其独特的特性，如长度和直径，完全基于机械因素，如通过它们的流体的速度。
此外，研究人员重新检查了先前发表的由英国研究人员收集的人类胚胎心脏组织的单细胞数据，并将其与心脏病发作受损的小鼠心脏组织的数据进行了比较。他们发现，在人类胚胎组织中形成新动脉的机制与心脏病发作后老鼠体内形成的机制相同。
卡诺认为，通过了解冠状动脉是如何自然建立和修复的，激活这些再生途径的疗法可能会被开发出来，潜在地纠正心肌损伤。
卡诺补充说:“这是向前迈出的一步。这是一种新的机制，我们可以在再生过程中进行调整，看看我们是否可以形成新的动脉，以最佳地恢复血液供应。”