心脏由多种细胞构成,包括心肌细胞和其他支持细胞,如内皮细胞、成纤维细胞和免疫细胞等,细胞间的相互作用和多方面的调控是维持心脏稳态的关键。因此,使用相对不成熟的iPSC-CMs来构建疾病模型仍存在着很多不足。近年来,3D生物打印和3D冲压技术的发展, 共同推动了类器官、器官芯片、EHTs的产生, 而通过这些方式模拟疾病的发生或是探索发育过程已成为当下研究的热点。诸如Barth综合症相关的心肌病、Duchenne肌肉营养不良症、原发性高血压诱发的左心室肥大等病症都已通过上述方法成功建模。
 

近期,NADAV等更是通过3D打印技术,成功用人体细胞制造出世界上首颗3D打印心脏。同年,具有更加完整的微血管系统、能够收缩的微心脏的面世,更是鼓舞着世界范围内研究人员在这一领域不断探索。细胞聚类是目前scRNA-seq最广泛的应用之一,其在揭示细胞间的异质性、定义罕见的细胞群以及进行轨迹重建等方面发挥着不可替代的作用。研究人员通过对妊娠中期到成年期的小鼠心脏细胞进行scRNA-seq分析, 在单细胞水平上以时空分辨率进行聚类, 描绘了包括心脏发育和成熟等过程在内的谱系特异性转录调控图谱。2012年, QIAN的团队首次开发出直接将心脏中的成纤维细胞转化为类似于内源性心肌细胞的诱导性心肌细胞的方法,给干细胞疗法带来了福音。但这种转化事件并非一蹴而就的, 是一个“异步”过程, 即在重编程过程的各个阶段,细胞群体是由未重编程的细胞，部分重编程细胞和完全重编程细胞构成的。而这一过程中的异质性, 在scRNA-seq的帮助下得到了有效的探索。
 

出自《单细胞技术与干细胞疗法在心脏疾病研究中的应用》作者凤琦，王利。