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【推荐】为探究 AMI 后不同细胞类型中 miRNA 调控及动态表达，研究人员对小鼠心脏四大细胞（CM、EC、FB、HC）进行配对小 RNA-seq 和总 RNA-seq。发现 miRNA 动态表达与细胞特异性应激反应相关，数据为心梗后 RNA 研究提供重要资源。
心肌梗死（AMI）是全球主要致死疾病之一，其引发的缺血性心力衰竭严重威胁人类健康。心脏作为高度特化的器官，由心肌细胞（CMs）、内皮细胞（ECs）、成纤维细胞（FBs）和造血细胞（HCs）等多种细胞协同作用。微小 RNA（miRNA）等非编码 RNA 通过调控 mRNA 稳定性和翻译，在心脏保护和缺血后修复中扮演关键角色，但不同细胞类型中 miRNA 在 AMI 后的动态表达及功能机制尚不清楚。传统技术因表达深度、捕获效率和转录本覆盖不足，难以全面解析小 RNA 调控网络，且 miRNA 的动力学表达特征仍属未知。因此，构建细胞类型特异性的 RNA 表达图谱，揭示 AMI 后不同细胞中 miRNA 与基因的时空动态关系，对理解心脏修复机制和开发新疗法至关重要。
德国歌德大学心血管再生研究所与计算基因组医学研究所等机构的研究人员，开展了一项针对 AMI 后心脏细胞 RNA 表达动态的研究。他们通过配对小 RNA 测序（small RNA-seq）和去除核糖体 RNA 的总 RNA 测序（ribo-depleted total RNA-seq），构建了小鼠心肌梗死后四大心脏细胞类型在 6 个时间点（D0、D1、D3、D7、D14、D28）的表达图谱，系统分析了 miRNA 和基因的时序表达特征。该研究成果发表在《Scientific Data》，为心脏缺血后 RNA 调控机制的深入研究提供了重要数据资源。
研究主要采用以下关键技术方法：
- 动物模型与样本采集：对 12-14 周龄雄性 C57Bl/6J 小鼠实施左前降支冠状动脉永久结扎术诱导 AMI，分别在 6 个时间点收集心脏组织，通过流式细胞分选获得 CMs、ECs、FBs 和 CD45? HCs。
- RNA 测序技术：对每个细胞类型的样本进行小 RNA-seq 和 ribo-depleted 总 RNA-seq，前者用于检测 miRNA 等小调控 RNA，后者覆盖包括非编码 RNA 的完整长转录组。
- 生物信息学分析：利用主成分分析（PCA）和多维尺度分析（MDS）筛选离群样本，通过基因表达谱和 miRNA 表达动态验证细胞分离效率及数据可靠性。
研究结果
1. 细胞类型特异性标记基因验证与样本分布
通过检测各细胞类型标记基因（如 CMs 的 Tnnt2、ECs 的 Pecam1）的表达，证实细胞分离效率高。PCA 和 MDS 分析显示，总 RNA-seq 和小 RNA-seq 数据均能清晰区分不同时间点的样本，且主成分解释的方差随时间变化显著，反映了 AMI 后各细胞类型的动态响应。
2. 基因表达动态揭示细胞特异性应激反应
- 心肌细胞（CMs）：β- 肌动蛋白（Actb）在 D3 表达达峰值，与应激响应和细胞结构重塑相关；抗凋亡蛋白 Bcl2 表达在后期逐渐升高，提示对细胞存活的调控作用。
- 内皮细胞（ECs）：RhoA 家族成员 Rac1 和 Cdc42 在应激后上调，参与细胞骨架动态变化和血管生成，二者在 D7 后表达差异显著，暗示不同调控路径。
- 成纤维细胞（FBs）：胶原蛋白（Col3a1）和纤连蛋白（Fn1）在 D1 后表达增加，随急性修复期结束逐渐下降，体现其在细胞外基质（ECM）合成和瘢痕形成中的核心作用。
- 造血细胞（HCs）：促炎细胞因子 IL-1β 在 D1 达峰值，随后受抑；巨噬细胞标记 Folr2 表达先降后升，反映炎症消退与组织修复的时序调控。
3. miRNA 动态表达与已知 AMI 相关分子验证
- miR-208a：CM 特异性 miRNA，其 3p 和 5p 臂在 AMI 后持续高表达，与心肌功能和疾病诊断密切相关。
- miR-126a：EC 特异性 miRNA，两臂在 ECs 中随时间呈适度下降，而 CMs 中 3p 臂在 D3 前快速降低，提示细胞类型特异性调控差异。
- miR-21a：在 HCs 中，5p 臂持续上调至 D7，3p 臂在 D1 显著升高，与炎症响应和修复过程相关。
研究结论与意义
本研究构建了首个 AMI 后心脏主要细胞类型的小 RNA 和总 RNA 时空表达图谱，揭示了 miRNA 与基因的动态互作网络。结果表明，不同细胞类型通过特异性基因和 miRNA 表达程序响应 AMI 应激，且小鼠基因调控模式与人类心血管疾病基因高度重叠。该数据集不仅验证了已知分子（如 miR-208、Rac1）的作用，还为解析非编码 RNA 功能（如剪接变体、替代开放阅读框调控）提供了丰富资源，为开发靶向特定细胞类型的 AMI 治疗策略奠定了基础。此外，研究中建立的多组学整合分析方法，为其他疾病的细胞特异性调控研究提供了方法论参考。未来可进一步利用该图谱挖掘新型生物标志物和治疗靶点，推动心肌梗死精准医学的发展。
