绘制心脏图以防止心脏病发作造成的损害

澳大利亚Victor Chang心脏研究所的科学家们首次绘制出了心脏细胞的综合图谱，揭示了心脏纤维化的过程——心脏衰竭的主要原因。这一发现为开发靶向药物以防止心脏病发作后造成的疤痕性损伤开辟了新的途径。

在心脏病发作期间和之后，心脏肌肉受损，导致瘢痕组织的形成，缺乏健康心肌的弹性和收缩性。这种损伤是永久性的，会影响心脏泵血的能力，最终导致心力衰竭。

Richard Harvey教授与研究所的Ralph Patrick博士和Vaibhao Janbandhu博士一起领导了这项研究，他说这一发现是在理解心脏纤维化方面迈出的重要一步。心脏纤维化几乎伴随着所有形式的心脏病，包括由高血压引起的心脏负荷过重。

“多年来，数百万美元甚至数十亿美元都被投入到寻找控制心脏纤维化的新药上，但这些努力基本上都失败了。迫切需要开发能够阻止甚至逆转心脏纤维化的新疗法，使数百万人受益，”Harvey教授说。“纤维化是身体愈合方式的重要组成部分。但在心脏，如果疾病诱因没有得到解决，这个过程可能会走得太远，造成疤痕，这对心脏功能非常有害，是心力衰竭的主要原因。这是第一次，利用革命性的技术，我们能够分析单个细胞中的基因表达，我们已经能够绘制出参与心脏纤维化的渐进细胞状态，以及这些细胞如何日复一日地进化。”

研究小组分析了100,000个单细胞的RNA特征，重点关注那些与纤维化有关的细胞，并整合了几项关于各种心脏病状态的开创性研究的数据。

这使他们能够绘制出小鼠模型心脏的完整细胞图谱，从而精确定位与纤维化有关的细胞和途径。

该研究确定了静息细胞、活化细胞、炎症细胞群、祖细胞池、分裂细胞和称为肌成纤维细胞和基质纤维细胞的特殊细胞。

研究发现，在小鼠模型中，心肌成纤维细胞——被认为是造成疤痕的主要因素，但在健康的心脏中不存在——在心脏病发作后三天开始形成，在第五天达到峰值。然后它们被分解成一种叫做基质纤维细胞的形式，这可能会阻止疤痕的分解。

这项发表在《Science Advances》杂志上的研究还探讨了由主动脉狭窄或高血压引起的高内血压引起的其他心脏病模型引起的心力衰竭。

Vaibhao Janbandhu博士说:“我们在不同类型的心脏病的纤维化进展中发现了惊人的相似性。高血压早期肌成纤维细胞丰富，然后分解成基质纤维细胞，就像心脏病发作后一样。这为未来能够针对不同心脏疾病的特定细胞类型或过程的治疗打开了大门。这有望防止健康细胞受到永久性损伤。”

该研究使用了小鼠模型和人类患者的数据。在人类中，心力衰竭可能需要几十年的时间来进化，所以人类患者的确切细胞类型和过程的时间需要更详细地探索。

Janbandhu博士补充说:“持续的高血压会造成毁灭性的后果，但它是可以治疗的，这强调了监测高血压并迅速控制它的必要性。”

该团队还创建了“CardiacFibroAtlas”，这是一个面向全球研究人员的资源网络工具。它允许用户可视化和分析基因在心脏病发作和相关健康问题中的表现。可在https://cardiacfibroatlas.victorchang.edu.au/下载

Integration mapping of cardiac fibroblast single-cell transcriptomes elucidates cellular principles of fibrosis in diverse pathologies