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Ka-thump。Ka-thump。Ka-thump。虽然大多数时候我们很少注意到它，但人类心脏稳定的跳动是一种令人惊讶的复杂表现。就像管弦乐队一样，成千上万的细胞不仅要协同工作，还要掌握各自的表演。

现在，一组科学家绘制出了第一张人类心脏细胞图谱，该图谱显示了近50万个心脏细胞，并确定了每个细胞在心脏交响乐中的作用。研究人员检查了6个地区的14颗健康供体心脏，创建了一个详细的数据库，为研究心脏病提供了一个新的比较基础。心脏病是全世界死亡的主要原因。

哈佛大学心血管遗传学家、布莱根妇女医院心血管遗传学中心主任、霍华德·休斯医学研究所研究员克里斯汀·塞德曼说，要了解各种心脏病的病因，“首先我们需要知道什么是正常的。”塞德曼和他的同事在2020年9月24日的《自然》杂志上描述了新的心脏图集。

“我可以用一个词来概括我的想法:不朽，”华盛顿大学圣路易斯医学院的心脏病专家道格拉斯·曼恩说，他没有参与这项研究。“我认为这是一项巨大的成就，将为该领域提供大量的参考资料。”

心脏细胞被证明是特别难以研究的。与某些癌细胞和其他组织不同，心脏细胞不能在实验室中无限期生长和研究。相反，许多心脏研究都是用老鼠来完成的，因为老鼠的心脏与人类的心脏有重要的区别。

健康的人类心脏很难找到(大部分用于移植)。塞德曼的团队依靠的是那些不寻常的例子:健康的心脏在移植时被拒绝，然后可以被冷冻用于研究。首先，研究人员使用高通量测序方法来确定每个心脏细胞的个体特征。然后他们在14个人类心脏的6个区域绘制了这些细胞，其中7个来自男性，7个来自女性。塞德曼说:“我们第一次有了每个细胞的邮政编码，从而知道它属于哪个种群。”

该团队还利用荧光标记分析了心脏细胞的RNA水平，以收集其功能的分子细节。曼恩说，不仅要识别细胞所在的位置，还要识别它们产生的蛋白质，这对研究来说将是一个特别的福音。例如，通过使用图谱比较病变心脏和健康心脏的细胞，研究人员可能查明差异，并针对心脏病的新疗法。

尽管研究人员研究的心脏相对较少(塞德曼说:“14个人不能复制世界人口”)，新的地图集揭示了一些生物学上的惊喜。研究小组在心脏的不同部位发现了此前未知的细胞多样性。他们还发现了健康心脏在男性和女性之间的差异;女性拥有比男性更多的心肌细胞，称为心肌细胞。塞德曼说，这需要进行更多的研究，因为这些细胞可能包含关于两性心脏病差异的线索。

不过,“我们看到的是显著的异质性,不同细胞类型的,我们现在知道人类心脏的组织,和心脏内的地区差异而言,“在英国牛津大学的心脏病专家休•沃特金斯说,他并没有研究小组的一部分。“这肯定是一个比许多人想象的复杂得多的器官!”

该地图集是“人类细胞图谱计划”的一部分，该计划由陈-扎克伯格计划资助，旨在绘制人类体内所有的细胞类型。塞德曼说:“这需要一个大村才能做到。”她的团队与一个国际专家团队合作，从心脏手术到计算生物学，目的是创建数据库地图集。所有的数据都可以在http://www.heartcellatlas.org上找到。

接下来，塞德曼和她的同事们希望将这个图集扩展到更多样化的人群(最初的心脏都来自白人捐赠者)。他们也开始比较健康心脏细胞和那些受心脏病影响的细胞所产生的蛋白质。

“在适当的时候，我们真正想知道的是不同类型的细胞在微观和功能层面上是如何结合在一起的，”沃特金斯说。“这是另一个雄心勃勃的目标，但这里提供的地图集是一个令人兴奋的开始。”