单细胞RNA测序揭示心脏病的新机制

肥厚性心肌病是一种心脏疾病，会导致心肌紧张肿胀。由于对其潜在机制认识不足，临床上尚无有效的治疗方法。患者接受普通心脏药物治疗，有时需要开胸手术去除多余组织。Hubrecht研究所的研究人员现在成功地应用了一种新的革命性技术(scRNA-seq)来揭示潜在的疾病机制，包括那些导致肿胀的机制。广泛的“大数据”集是新观察的宝库，为肥厚性心肌病和潜在的新治疗场所提供了见解。这项由Eva van Rooij小组的研究人员完成的研究结果发表在该杂志上细胞的报道5月10日。

心脏需要每天每分钟都在跳动。在患有肥厚性心肌病(HCM)，这种泵功能受损，因为执行拉运动的一个分子的缺陷。这会导致大脑内部的应激反应肌肉细胞肿胀心肌来弥补失去的功能。因此，患者会经历典型的心脏病症状包括呼吸短促、胸痛和心律失常(心律失常)。直到今天，由于对这些现象缺乏了解，HCM治疗的发展受到阻碍。

齿轮

对HCM患者进行手术，去除多余的心脏组织血液流动为研究人员提供了一个独特的机会，因为他们可以使用被移除的组织来研究这种疾病。Hubrecht研究所的研究人员现在已经将新的单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术应用于该组织，以解开HCM的起源。研究人员之一马丁·韦伦斯(Martijn Wehrens)解释说:“人类DNA包含大约3万个基因，实际上是3万个齿轮的目录，每个齿轮都在我们的身体工作中发挥作用。一般来说，研究集中在少数几个基因上，这些基因经过多年研究后被确定为重要基因。scRNA-seq技术能够一次性量化所有3万个齿轮的活动，以了解它们在疾病中的作用。”

scRNA-seq强大的一个关键特性是它可以观察单个细胞。人的身体和心脏都是由很多部分组成的细胞类型，就像肌肉细胞，血细胞血管细胞等等。每个单元格类型都有自己的专门化。Wehrens:“研究这个组织就像看一张ps过的图片，猫、狗和鸟被融合在一起。你根本不知道发生了什么。在我们的scRNA-seq分析过程中，细胞彼此分离，这样我们就可以看到心脏里发生了什么。就像把猫、狗和鸟的照片分开。”

大量的信息

这项技术在心脏组织手术中的应用使研究人员能够系统地识别疾病期间心脏发生的变化。他们发现了基因之间的许多新的调控相互作用，以及关键的调控参与者。另一个创新是，研究人员在分析过程中记录了细胞肿胀，这使得识别驱动疾病相关肿胀的基因成为可能。这些知识可以用来开发新药。目前给HCM患者的药物只是使心脏工作不那么辛苦，从而防止过度损害。利用这项研究产生的大量信息，可以开发出针对潜在原因的新药，并在更有效地减少疾病进展的同时保留心脏功能。