随着生物学技术的发展，越来越多的研究发现成年哺乳动物心脏在整个生命中都能维持有限的增殖能力，研究认为这与心脏中的少量单核二倍体心肌细胞(mononuclear diploid cardiomyocyte, MNDCM)有关，而后者的数量又与急性心肌缺血后的心脏再生能力密切相关。尽管这些发现揭示出成年哺乳动物心脏内心肌再生的可能机制，但由于缺乏激活这些MNDCM的有效策略，心肌梗死/凋亡后的心功能修复仍然面临很大挑战。这些MNDCMs的异质性、它们与非心肌细胞的相互作用、以及它们在成熟过程中为什么能够保持单核二倍体状态，都需要进一步研究，以探索可能有效激活这些MNDCM增殖能力的策略。

2023年6月7日，华中科技大学同济医学院基础医学院教授何西淼课题组在Frontiers of Medicine杂志在线发表了题为“A Distinct Mononuclear Diploid Cardiac Subpopulation with Minimal Cell-Cell Communications Persist in Embryonic and Adult Mammalian Heart”的研究论文，通过单细胞RNA测序技术(scRNA-seq) 从胚胎第17.5天、出生后第2天和8天的小鼠中捕获12,645个心脏细胞进行单细胞转录组分析，鉴定出8种心肌细胞亚型，并确定三种心脏发育路径：其中两种发育途径与心脏成纤维细胞(cardiac fibroblast，FB) 建立密切的细胞间通讯，逐渐发育成熟；第三种发育途径中心肌细胞保持MNDCM状态，和FB细胞间的通讯关系极少。这些MNDCM有两种：一种为增殖型MNDCMs(proliferative MNDCMs, pMNDCM)，与巨噬细胞 (macrophage, MP) 保持密切通讯关系；另一种为非增殖型MNDCM (non-proliferative MNDCMs, non-pMNDCM)，与其它心脏细胞间建立的细胞间通讯关系最少。non-pMNDCM最为独特，为Myl4⁺Tnni1⁺双阳性，转录组分析发现其具有最低水平的线粒体基因和代谢水平，以及最高水平的糖酵解等生物学特点。该研究还进一步通过单细胞核RNA测序（snRNA-seq）和免疫组化染色证明Myl4⁺Tnni1⁺MNDCMs在胚胎和成年心脏中都存在，并通过整合空间和单细胞转录组学数据展示了这些细胞在心脏的解剖空间分布状态以及心梗时这些细胞的分布，研究结果提示这群细胞主要分布在心梗区域，提示它们可能具有心肌再生和修复的功能。

该项工作首次发现MNDCM的异质性，鉴定出一种新的非增殖型MNDCM亚群。这些细胞具有独特的生物学特性并和其它细胞间通讯极少，这突出了成熟过程中细胞微环境对心肌细胞命运决定的重要性。这些发现提高了研究该领域内学者们对MNDCMs异质性和心脏发育的理解，为有效激活心脏再生提供了新的线索。

本工作受到了国家重点研发计划和华中科技大学自主创新计划的支持。Frontiers of Medicine由高等教育出版社和中国工程院主办，德国Springer出版发行，中科院分区为医学1区TOP，是我国综合医学类杂志影响因子最高的学术期刊（最新影响因子为9.93）。生理学系朱苗苗博士和梁华敏副教授为共同第一作者，何西淼教授为通讯作者。

原文链接：

https://journal.hep.com.cn/fmd/EN/10.1007/s11684-023-0987-9