人心脏组织中的细胞类型有哪些？

心血管疾病是全球范围内的主要健康问题，是导致死亡和残疾的主要原因之一，每年可造成约1790万人死亡，并造成了巨大的经济负担^[1]。《中国心血管健康与疾病报告2022》^[2]显示，随着人口老龄化以及心血管病高风险人群的增加，我国心血管病患病率将会逐年上升。心血管疾病种类繁多、成因复杂，至今仍有许多病理机制有待阐明。

人类的心脏需要一个复杂的特殊细胞类型的集合来执行其基本功能。进一步了解心脏复杂的细胞环境对于增加我们对心脏稳态和病理的理解是至关重要的^[3]。

人心脏组织中的细胞类型包括心肌细胞、成纤维细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、免疫细胞、脂肪细胞、周皮细胞、间皮细胞和神经元细胞，对心脏内细胞类型和基因表达将促进心血管疾病的新治疗方法的发展。

除了这些主要的细胞类型，近年来随着单细胞测序技术的发展，人们发现心脏细胞类型具有巨大的多样性，还存在许多其他的细胞亚型和细胞群。在Nature杂志发表的“Cells of the adult human heart”研究论文描绘了迄今为止最详细、最全面的人类心脏细胞图谱（Human Heart Cell Atlas）^[3]。该研究结果强调了心肌细胞、周细胞和成纤维细胞的细胞异质性，揭示了具有不同发育起源和特性的独特心房和心室亚群^[3]。人类心脏细胞图谱提高了我们对人类心脏的理解，并为未来的研究提供了有价值的参考。

在心房和心室组织之间细胞类型的分布和比例是不同的^[3]。心房组织包含30.1%的心肌细胞，24.3%的成纤维细胞，17.1%的壁细胞（周细胞和平滑肌细胞），12.2%的内皮细胞和10.4%的免疫细胞（髓系和淋巴系）。相比之下，心室区（心尖、室间隔、左室和心室）包含49.2%的心室心肌细胞，21.2%的壁细胞，15.5%的成纤维细胞，7.8%的内皮细胞和5.3%的免疫细胞^[3]。男性和女性心脏的细胞分布大致相似。然而，女性心脏中左心室的心肌细胞的平均百分比较高^[3]。总之，人心脏的细胞具有复杂的结构和功能，它们共同协作，维持着心脏的正常运作。

这些新的细胞类型和亚型的发现，将有助于人们更深入地理解心脏的发育、功能和疾病发生机制，为心血管疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。总之，人心脏细胞类型的多样性和复杂性，反映了心脏作为一个重要生命器官的复杂功能和结构特点。

Cardiomyocyte 

心肌细胞是最主要的细胞类型，具有收缩功能，负责心脏的泵血工作。心肌细胞为终末分化细胞，在体外不增殖。尽管有文献报道人的心肌细胞有更新的能力^[4]，但其程度随着年龄的增长而显著下降，不足以弥补心肌梗死等心脏疾病中导致的细胞损失。

与骨骼肌细胞相比，心肌细胞更窄、更短，宽度约为25 µm，长度约为100 µm，心肌细胞的这种形态特点有助于其在心脏中的紧密排列和协同收缩^[5]。心肌细胞肌动蛋白和肌球蛋白细丝平行排列，有窄的暗带和亮带。心肌细胞因其有细长的杆状、横纹、收缩蛋白、细胞通过闰盘相互连接等特殊的结构组件完成心脏收缩，以确保血液在全身的正常循环。

心肌细胞生理特性包括：自律性、兴奋性、传导性、收缩性；心脏就是通过这几个生理特性来完成心脏的正常收缩和舒张功能的。心肌细胞的收缩-舒张周期是由肌膜内Ca²⁺的循环增加和减少协调的，由肌膜去极化引起，并由肌浆网释放和再摄取维持^[3]。

从完整的心肌组织中分离活心肌细胞是一种重要技术，人原代心肌细胞由于其保留了单个供体的心肌细胞的表观遗传、结构和功能特性，具有心脏细胞天然生理成分，被认为是心脏疾病研究理想的细胞模型^[7]。例如，在评估心脏药物毒性实验中，细胞电生理学或兴奋-收缩耦合的变化。此外，分离的心肌细胞可用于细胞培养、药理干预、基因转移、组织工程和许多其他应用^[6] 。因此，有效的心肌细胞分离方法对心脏研究具有基础价值。

百洋智心通过潜心研究，突破技术壁垒，研发一系列能够分离多部位、多疾病类型的人原代心肌细胞试剂盒，甚至在晚期心衰患者移植心脏手术过程中，均可获取心脏病变部位的原代心肌细胞。该试剂盒传统分离方法相比，不仅适用范围广，还操作简便，分离效率高，可达300万/g心房组织，细胞活率比传统方法增加了近3倍，分离出的心肌细胞具有完整的电生理功能，能够维持最佳细胞活力、形态和线粒体呼吸至少7天。

Cardiac fibroblast

心脏成纤维细胞被认为是心肌中最丰富的非肌细胞群^[7]。心脏成纤维细胞是来源多样的高度异质性间充质细胞，它表达一系列明确的细胞外基质（ECM）蛋白，其中I型胶原是典型成分，可由血管周围细胞、内皮细胞、单核细胞、骨髓来源的祖细胞和纤维细胞产生^[8]。成纤维细胞对心肌细胞起结构支持作用，是对心肌损伤反应及心脏结构组成的重要细胞，并能产生旁分泌生长因子。

与其他器官中成纤维细胞的星状外观不同，心脏成纤维细胞大多呈片状或纺锤形。它们在培养中的形态变化很大，并且难以与其他培养的细胞区分开来。在心脏中，肌成纤维细胞波形蛋白Vimentin和α-SMA染色呈阳性，其在表型上也表现出高度异质性^[9]。

心脏成纤维细胞的增殖和基质合成对于心肌梗塞、心肌纤维化部位瘢痕形成具有重要作用，常并发心脏肥厚^[3]。成纤维细胞样细胞亚群可能在修复性和间质/血管周围纤维化中发挥重要的保护作用，但由肌成纤维细胞产生的ECM过度沉积引起的纤维化会扰乱收缩和舒张功能，并可能在心律失常的发病机制中发挥重要作用^[10-11]。了解心脏成纤维细胞的功能多元性和纤维化重塑的分子基础，可以进一步开发针对心肌疾病患者的纤维化靶向治疗方法。

人原代心脏成纤维细胞是现代心血管领域医学研究的一个重要模型。因此，从心脏组织中分离出质量较好的原代成纤维细胞是疾病及机制研究的关键，百洋智心的开发的人原代心脏成纤维细胞分离培养试剂盒具有操作简便，分离效率高；细胞纯度可达95%以上，细胞可连续培养20代以上的优势。

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