期刊：Journal of Translational Medicine
影響因子：6.1
伯豪技術(shù)服務(wù)產(chǎn)品：單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、伯優(yōu)^®單細(xì)胞測(cè)序組織/細(xì)胞保存液

導(dǎo)語(yǔ)
研究背景：右心室容量超荷（RVVO）是兒童先天性心臟病（CHD）和心力衰竭最重要的血液動(dòng)力學(xué)特征之一，心肌細(xì)胞（CM）增殖是提高心臟性能最關(guān)鍵的因素之一。然而，RVVO是否以及如何重啟CM增殖仍然不清楚。
科學(xué)問題：RVVO如何通過免疫反應(yīng)重啟青春期前CM的增殖。
試驗(yàn)材料：RVVO 小鼠模型。
表型：RVVO在青春期前階段暫時(shí)性地重啟了心肌細(xì)胞的增殖。
機(jī)制：RVVO通過激活免疫反應(yīng)，特別是增加免疫細(xì)胞比例和影響相關(guān)基因表達(dá)，來促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖。

主要技術(shù)
轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（云平臺(tái)分析及技術(shù)服務(wù)均有伯豪生物提供）

研究結(jié)果
1. ACF顯微外科手術(shù)在青春期前小鼠中建立了RVVO
C57BL/6小鼠出生后第7天（心肌細(xì)胞增殖窗口期P1-P7的末期），作者將它們隨機(jī)分配到RVVO組和假手術(shù)組。隨后，在青春期前的P14和P21階段，作者進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組以及相關(guān)檢查，以探究RVVO是否調(diào)節(jié)CM的增殖。
 

圖1 ACF顯微手術(shù)誘導(dǎo)了青春期前的RVVO

2. RVVO重新激活了青春期前的心肌細(xì)胞增殖
P14階段的轉(zhuǎn)錄組分析揭示了RVVO組和假手術(shù)組之間有981個(gè)差異表達(dá)基因，其中462個(gè)表達(dá)下調(diào)，519個(gè)表達(dá)上調(diào)。熱圖和PCA結(jié)果顯示，同一組內(nèi)的個(gè)體小鼠具有相似性，但與另一組小鼠明顯不同。這些結(jié)果表明RVVO對(duì)青春期前右心室基因表達(dá)模式產(chǎn)生了顯著影響。

作者通過對(duì)RVVO模型中的基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行GO和KEGG分析，與細(xì)胞質(zhì)分裂、細(xì)胞增殖相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)（圖2A-圖2B），表明RVVO可能促進(jìn)了青春期前心肌細(xì)胞的增殖。下調(diào)的差異表達(dá)基因的GO富集分析結(jié)果表明前30個(gè)GO term與心臟收縮相關(guān)，這表明由于RVVO，心臟收縮能力降低。這個(gè)結(jié)果間接表明RVVO誘導(dǎo)了青春期前CM的增殖。
 

圖2  RVVO促進(jìn)了青春期前心肌細(xì)胞的增殖

作者對(duì)出生后小鼠第21天（P21）的右心室（RV）進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序來驗(yàn)證之前的結(jié)果。發(fā)現(xiàn)右心室內(nèi)有10種不同類型的細(xì)胞（圖3A），并且在RVVO組中CM的比例顯著高于假手術(shù)組（圖3B）。為了進(jìn)一步確認(rèn)這些結(jié)果，作者使用Seurat功能模塊計(jì)算了CM成熟基因（包括Myh6, Tnni3, RYR2, SERCA2, CACNA1C, 和 KCNJ2）的成熟度評(píng)分。結(jié)果顯示，RVVO組的成熟度評(píng)分低于假手術(shù)組（圖3C），這表明RVVO可能促進(jìn)了青春期前CM的增殖。總之，這些發(fā)現(xiàn)表明RVVO不僅增加了CM的數(shù)量，而且還影響了它們的成熟過程，導(dǎo)致CM成熟度降低，從而可能促進(jìn)了它們的增殖。
 

圖3 單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序證實(shí)了RVVO重新激活了青春期前CM的增殖

3. 免疫反應(yīng)導(dǎo)致了青春期前 CM 的增殖重啟
先前的研究表明RVVO在新生階段（從P1到P7）會(huì)觸發(fā)免疫反應(yīng)。因此，作者關(guān)注了上調(diào)的差異表達(dá)基因，發(fā)現(xiàn)與免疫反應(yīng)相關(guān)的GO 條目處于第二(圖4A–B)。通過進(jìn)一步評(píng)估免疫細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)RVVO增加了免疫細(xì)胞的比例（圖4C-D）。此外，在上調(diào)DEGs的KEGG通路分析中，免疫反應(yīng)是前三富集通路之一（圖4E）。因此，免疫反應(yīng)可能是導(dǎo)致青春期前心肌細(xì)胞增殖重啟的原因。

綜上：RVVO通過激活免疫反應(yīng)，特別是增加免疫細(xì)胞比例和影響相關(guān)基因表達(dá)，來促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖。
 

圖4 右心室容量超荷（RVVO）激活了免疫反應(yīng)
 

參考文獻(xiàn)：
Zhou C, Hu Y, Dong Z, Wang Z, Zheng S, Li D, Xiao Y, Chen D, Chen H, Sun S, Ye L, Zhang H. Right ventricular volume overload reboots cardiomyocyte proliferation via immune responses. J Transl Med. 2024 Nov 28;22(1):1075. doi: 10.1186/s12967-024-05839-8. PMID: 39609689; PMCID: PMC11604012.