20年9月24日发表在nature上的文章，该研究由哈佛医学院、剑桥大学和帝国理工学院等机构的科学家共同进行。该研究是人类细胞图谱计划（Human Cell Atlas）的一部分，由Chan Zuckerberg Initiative资助，计划绘制人体中每种细胞的图谱。绘制人类心脏细胞图谱，能够更好地了解心脏疾病，并指导高度个性化治疗方法的发展。
1. Cellular landscape of the adult human heart
Fig 1A：取了14个成人的左右室游离壁、左右心房、左室心尖和室间隔的单细胞/单细胞核/CD45+细胞（冻存组织取的核，新鲜组织消化之后分别取了total和CD45+富集细胞），进行了10x单细胞测序。
Fig 1B：样本来源性别和年龄分布
Fig 1C：一共得到45870细胞，78023 CD45+细胞和363213个细胞核。分为了11个细胞类型。
Atrial cardiomyocytes:
NPPA,MYL7,MYL4(文中还提到了ALDH1A2, ROR2, SYNPR)
Ventricular cardiomyocytes:MYH7,MYL2,FHL2(IRX3, IRX5, IRX6, MASP1, HEY2, PRDM16)
心肌细胞：TTN, MYBPC3和TNNT2 (编码contractile force-generating sarcomere proteins) 以及RYR2, PLN和SLC8A1 (编码calcium-mediated processes).
Fibroblasts (FBs):DCN,GSN,PDGFRA
Endothelial cells (ECs):VWF,PECAM1,CDH5
Pericytes:RGS5,ABCC9,KCNJ8
Smooth muscle cells (SMCs):MYH11,TAGLN,ACTA2
Myeloid:CD14,C1QA,CD68
Lymphoid:CD8A,IL7R,CD40LG
Adipocytes:GPAM,FASN,LEP
Mesothelial cells:MSLN,WT1,BNC1
Neuronal cells:PLP1,NRXN1,NRXN3,KCNMB4
Fig 1D：使用细胞核的数据（细胞类型获得的比较全面）对心房和心室组织的细胞比例做了估计。心房心室组织的细胞组成存在差别。心房组织包括30.1% 心肌细胞, 24.3% FBs, 17.1%壁细胞 (周皮细胞和平滑肌细胞), 12.2% ECs和10.4% 免疫细胞(髓系和淋系)。心室组织包括49.2% 心室肌细胞, 21.2% 壁细胞, 15.5% FBs, 7.8% ECs和5.3%免疫细胞。
Fig 1E：smFISH稍微验证了一下细胞类型
此外作者发现，心室细胞中vCM和FB的比例是负相关，而PC和SMC比例呈正相关；令人意外的是，与男性心脏相比，女性左室和右室vCM的平均百分比较高(56±9%)，vCM与FB呈较强的负相关（r=-0.8），如果此结论得到进一步证实，将有助于解释女性心率较高和心血管疾病发病率较低的原因。
2. Cardiomyocyte heterogeneity
Fig 2A-B：作者鉴定出了5个心室肌细胞群(vCM1–vCM5)。
vCM1占到了左心室肌细胞的63.9%，但只占了右心室肌细胞的36.7%。
vCM2在右室更多(39.9%)，在左室之占了9.1%。但是vCM1和vCM2之间的差异很小，提示左右室存在共有的/类似的表达模式。vCM2高表达PRELID2，这个基因在心脏的功能未知；还高表达myosin gene MYH6和CDH13 (a cell surface T-cadherin receptor for cardio-protective adiponectin and low density lipoproteins, both associated
13 withseveralcardiometabolictraits)
vCM3和vCM4存在于所有的心室区。vCM3的转录特征类似于右房群aCM3（with retinoic-acid-responsive SMC gene enrichment (MYH9, NEXN and CNN1），还高表达应激反应基因包括ANKRD1, FHL1, DUSP27, XIRP1和XIRP2。
vCM4富集到核编码线粒体(NDUFB11, NDUFA4, COX7C
and COX5B)。GO富集显示这一群细胞存在high energetic
state。
vCM5仅占了所有细胞的1%，高表达DLC1和EBF2，调节棕色脂肪分化和心脏起搏活动。属于neuronal lineages (SOX5, EBF1和KCNAB1)，可能参与心脏电活动。
Fig 2C, D：smFISH验证了右室（vCM2）PRELID2的表达和左室（vCM3）FHL1的表达。
Fig 2E-F：心室肌同样鉴定出来5个群
Fig 2G-H：G图用smFISH验证了HAMP的表达，HAMP (a master regulator of iron homeostasis)在超过50%的右房肌表达，但仅在3%的左房肌表达。提示左右房存在功能差异。
3. Vascular, stromal and mesothelial cells
Fig 3A-B：The vascular compartment包括了具有解剖学和动静脉特征的EC, SMC, 周皮细胞和间皮细胞的17个细胞群。内皮细胞又被细分为了10个群。3群高表达RGCC和CA4的capillary ECs (EC1-3_cap)，占了所有EC的57.4%。Capillary-like EC4_immune ECs表达抗原呈递相关基因如CX3CL1, CCL2, IL6和ICAM1。Arterial EC5_art ECs富集到SEMA3G, EFNB2和DLL4，EC6_ven ECs则表达静脉marker NR2F2和ACKR1。Atrial EC7_atrial ECs表达血管生成调节分子SMOC1和NPR3。Lymphatic EC8_lnECs占了ECs的1%，表达PROX1, TBX1和PDPN。
周皮细胞和成纤维细胞分别分为了4个群和2个群，各自发挥不同的功能
周皮细胞：是一种包围全身毛细血管和静脉中的内皮细胞的细胞，可以收缩。周细胞嵌入毛细血管内皮细胞的基膜中，通过物理接触和旁分泌信号与内皮细胞进行细胞通讯，监视和稳定内皮细胞的成熟过程。
Fig 3C：smFISH验证EC5和EC6
Fig 3D：动/静脉的内皮和平滑肌之间的细胞互作，描述性的，看到什么互作就是什么互作。主要讲了一下EC5_art和SMC2_art之间的Notch受体配体相互作用和EC6_ven和SMC1_basic之间的DLL1–NOTCH3互作。
4. Cardiac fibroblasts
Fig 3G：成纤维分了7个群，心室主要是FB1，心房主要是FB2。这与心房和心室不同的功能相关。FB4和FB5在右房丰度比较低，FB3则在左室丰度比较低。
Fig 3E：FB4细胞表达 TGFβ信号通路反应行基因比如POSTN和TNC，FB5则高表达细胞外基质(ECM)产生、重塑和降解相关的基因。相反，FB3细胞低表达ECM相关基因但是高表达细胞因子受体比如OSMR和ILST6。These distinctive fibroblast gene programs probably govern stress-responsive cardiac remodelling and contribute to homeostasis. (文章里面都没有对3h这个图的描述？)
5. Immune cells and cardiac homeostasis
Fig 4A：免疫细胞分为了21个群，髓系细胞占了13个群，淋系细胞占了8个群。
Fig 4B：免疫细胞与FB和CM相互作用，然而抑制这种相互作用可能会导致纤维和组织损伤，同时发现心脏巨噬细胞能够产生炎症反应和保护心脏细胞的转录特征。
Fig 4C：通过logistic回归模型，研究者们还发现淋巴样细胞在心脏、SKM和肾脏中更为相似，而在髓细胞中则不那么一致，这可能是由于髓细胞的组织特异性所致
6. Conduction system and neuronal cells
鉴定出的3961个表达电生理系统的转录本细胞，分为了6个neuronal cell亚群。
7. Adipocytes
8. COVID-19 and GWAS disease relevance
针对重症COVID-19患者易出现明显的凝血功能障碍，该研究还发现COVID-19病毒受体ACE2在PC中表达最高，其次是FB，在CM中最低，在vCM中的表达比aCM高2倍。
这个结论跟之前的欧心的研究SARS-CoV-2受体ACE2在人类心脏的细胞特异性表达不一致，但是和CVR另一篇letter人类心脏ACE2表达提示新冠患者心脏损伤的新机制比较一致。
Discussion:
1. Cardiomyocytes are the most prevalent cardiac cells and comprise higher percentages in ventricles than atria, and in female versus male ventricular tissues. Transcriptional differences between atrial and ventricular cardiomyocyte populations indicate different developmental origins, distinctive haemodynamic forces and specialized functions in cardiac chambers.
2. Cellular diversity of FBs reveals ECM-producing and ECM-organizing activities that with other cells support cardiomyocytes across varying biophysical stimuli.
3. The vascular compartment contains several ECs and pericyte populations and two SMC subtypes with distinct anatomical and arterio-vascular characteristics. Arterial and venous ECs are predicted to interact with mural cells via Notch signalling pathways involved in regulating vascular homeostasis and development.
4. Immune cells interact with FBs and cardiomyocytes. In addition to confirming previous findings, we show macrophage complexity and infer paracrine circuits for cardiac homeostasis. Cross-tissue analyses delineate cardiac populations distinct from skeletal muscle and kidney.
