对发育中小鼠心脏的空间转录组进行分析，揭示了一个具有空间规律性的信号传导环境

《Communications Biology》：Spatial transcriptomic profiling of developing mouse hearts reveals a spatially patterned signaling environment

摘要

心脏发育过程中，细胞与其周围环境（微环境）之间存在动态的信号传递相互作用。单细胞mRNA测序（scRNA-seq）已被广泛用于分析单个细胞中的基因表达，但由于需要分离细胞，该方法在解析微环境信号方面存在挑战。相比之下，空间转录组学能够保留组织结构，为解决这一问题提供了一种潜在的有效方法。在本研究中，我们使用了两种空间转录组学平台——10x Genomics Visium和Curio Slide-seq（Curio Seeker），构建了胚胎期和新生儿期心脏的空间转录组图谱。通过Visium数据，我们分析了细胞周期各阶段的时空分布、致密心肌和梳状心肌的特征，以及不同心腔特异性基因的发育变化。研究发现，心房心肌细胞表现出成熟心肌的转录特征。此外，我们还确定了不同发育阶段信号活性的空间分布模式。利用Slide-seq数据，我们识别出了心脏传导细胞，包括心脏神经元、窦房结细胞、房室结细胞和浦肯野纤维细胞，并进一步研究了它们的微环境信号机制。通过结合谱系追踪和空间转录组学分析，我们鉴定了四种类型的心外膜来源细胞（EPDCs），并分析了它们与微环境细胞的信号相互作用。随后，我们利用细胞消融系统去除了EPDCs，并通过空间转录组学分析发现消融后的心脏中信号传导减弱。总之，我们构建了小鼠心脏发育过程中的空间转录组图谱，明确了心脏传导细胞和EPDCs的微环境信号特征。