Ka-thump。 Ka-thump。 Ka-thump。 私たちはほとんどそれにほとんど気づいていませんが、人間の心臓の安定した鼓動は驚くほど複雑なパフォーマンスです。 オーケストラのように、何千もの細胞は、個々のパフォーマンスを習得するだけでなく、一緒に動作する必要があります。
今、科学者のチームは、人間の心臓細胞の最初のアトラス、ほぼ半分万人の心臓細胞を示し、心臓の交響曲におけるそれぞれの役割を識別するマップの 研究者らは、14の健康なドナー心臓の6つの領域を調べ、世界中の主要な死因である心臓病を研究するための比較の新しい基礎を提供する詳細なデータベー
心臓病の様々な形で何が間違っているかを理解するには、”最初に私たちは正常であるかを知る必要があります”とHoward Hughes Medical Instituteの調査官Christine Seidmanは、ハーバード大学の心血管遺伝学者であり、Brigham and Women’s Hospitalの心血管遺伝学センターのディレクターであると述べています。 今回、Seidmanたちの研究グループは、2020年9月24日付のnature誌に、新しいheart atlasについて記述している。
“私は一言で私の考えを要約することができます：記念碑的な、”研究に関与していなかったセントルイスのワシントン大学医学部の心臓病学者ダグラ “私はそれが本当に大きな成果だと思うし、フィールドのための参照の途方もないソースになります。”
心臓細胞は研究することが特に困難であることが証明されています。 いくつかの癌細胞や他の組織とは異なり、実験室で無期限に増殖させて研究することができる心臓細胞はありません。 代わりに、多くの心臓の研究は、その心は人間の心との重要な違いを持っているマウスを使用して行われます。 そして、健康な人間の心は見つけるのが難しいかもしれません（ほとんどが移植に使用されています）。 Seidmanのチームは、健康な心臓が移植のために拒絶され、研究で使用するために凍結される可能性のある珍しい例に頼っていました。 まず、研究者らは、すべての心臓細胞の個々の特性を定義するために、高スループット配列決定法を使用しました。 その後、彼らは14人の人間の心臓の6つの領域、男性から7人、女性から7人の細胞をマッピングしました。 「初めて、各セルの郵便番号があり、それがどの人口に属しているかを知ることができます」とSeidman氏は言います。チームはまた、蛍光マーカーを用いて心臓細胞のRNAレベルを分析し、その機能の分子詳細を収集しました。
細胞がどこにあるのかだけでなく、どのタンパク質を産生しているのかを特定することは、研究のための特別な恩恵になるだろう、とMannは言う。 たとえば、アトラスを使用して、病気の心臓の細胞と健康な心臓の細胞を比較することにより、研究者は違いを特定し、心臓病の新しい治療法をターゲッ研究者たちは比較的小さなグループの心臓を研究しましたが（「14人は世界の人口を複製することはできません」とSeidman氏は言います）、新しいatlasはいくつかの生物学的驚きを明らかにしました。 チームは、心臓の様々な部分で以前に未知の細胞の多様性を発見しました。 彼らはまた、男性と女性の健康な心臓の間の違いを明らかにした;女性は男性よりも心筋細胞と呼ばれる心筋細胞の割合が高かった。 これらの細胞は、男女間の心臓病の違いの手がかりを保持する可能性があるため、より多くの研究を保証するとSeidman氏は述べています。
それでも、”私たちが見ているのは、人間の心臓の組織を構成する多様な細胞型の面で、そして心臓内の地域差の面で、異質性を打つことです”と、研究チームの一員ではなかったイギリスのオックスフォード大学の心臓学者Hugh Watkins氏は述べています。 “それは確かに多くの人が想像していたかもしれないよりもはるかに複雑な臓器です！”
アトラスは、ヒト細胞アトラスイニシアチブ、人体内のすべての細胞型をマッピングするためにチャンZuckerbergイニシアチブによって資金を供給され 「これを行うには大きな村が必要です」とSeidman氏は言います。 彼女のグループは、データベースアトラスを作成するために、心臓手術から計算生物学に至るまでのすべての専門家の国際的なチームと協力しました。 すべてのデータはhttp://www.heartcellatlas.orgで利用できます。
次に、Seidmanと彼女の同僚は、アトラスをより多様な人口に拡大したいと考えています（最初の心はすべて白人のドナーからのものでした）。 彼らはまた、健康な心臓細胞で作られたタンパク質を心臓病の影響を受けたものと比較し始めています。 「やがて、私たちが本当に知りたいのは、さまざまな細胞型が顕微鏡的および機能的レベルでどのように適合するかです」とWatkins氏は言います。 “それはもう一つの野心的な目標ですが、ここで提供されるアトラスは刺激的なスタートです。”