上海
編輯丨王多魚
排版丨水成文
心臟是復雜動物生命崛起 歷 程中的關鍵演化創新 之一 。 長期以來，心臟研究高度集中于斑馬魚、小鼠等少數模式動物及人類自身，而對占動物界絕大多數的節肢動物、軟體動物及原索動物等類群知之甚少。 事實上，非模式動物身處生命之樹的關鍵演化節點，承載著心臟從簡單管狀結構到復雜腔室器官的豐富過渡形態，同時許多類群還擁有驚人的心臟再生能力，具有不可替代的研究價值。然而，在非模式物種 心臟 研究中仍面臨諸多技術和方法上的挑戰。
中國海洋大學領銜發起的“心臟演化圖譜”（HEART；Heart Evolution Atlas: a Repertoire across Tree-of-life）大科學計劃， 旨在繪制涵蓋生命之樹主要動物類群的心臟演化時空多組學圖譜，從而系統解碼心臟起源及其宏觀演化遺傳機制。
2026 年 7 月 23 日，中國海洋大學趙龍教授、王瑋教授、王師教授，青島市婦女兒童醫院泮思林教授，廣東省人民醫院費繼鋒教授，青島華大生命科學研究院劉群研究員作為論文共同通訊作者（連姍姍、王瑋、蘆美娜、韓文韜、駱佳鑫、張雪嬌、李昱儒、劉耀新、逄越作為論文共同第一作者），在國際頂尖學術期刊Science上發表了題為：Spatiallyresolved single-cell atlas reveals the macroevolutionary trajectory of animal hearts 的研究論文。
該研究報道了“心臟演化圖譜”大科學計劃的重大階段性成果，通過繪制空間分辨的單細胞圖譜揭示了動物心臟的宏觀演化軌跡，為心臟的遺傳調控解析與臨床醫學研究提供了重要參考。
動物心臟在適應性進化過程中展現出多樣的解剖結構。該研究展示了來自脊索動物、節肢動物和軟體動物共 27 個物種的成年心臟多組學圖譜，涵蓋了節肢動物（果蠅等）與軟體動物（扇貝、蝸牛、章魚等）；以及頭索動物（文昌魚）、尾索動物（海鞘） 等脊索動物，以及脊柱動物的 無 頜類（七鰓鰻）、軟骨魚類（條紋斑竹鯊 等 ）、硬骨魚類（斑馬魚、非洲肺魚）、兩棲類（爪蟾、蠑螈等）、爬行類（紅耳龜等）、鳥類（斑胸草雀等）及哺乳類（小鼠、人類等）， 代表了 水生、兩棲及陸生 等多種生態類型 。從而貢獻了迄今 為止物種覆蓋度最廣、演化跨度最大的成體心臟多維轉錄組數據集，并建立了開放共享的數據庫 HEART （ https://db.genomics.cn/stomics/heart/ ），為整個科學共同體提供了重要的動物心臟研究資源與平臺支撐。
聯合分析表明，兩側對稱動物心臟共享一個核心基因庫，以逐步“添加”的方式作為普遍的進化策略。原初心臟由關鍵細胞類型構成，包括心肌細胞、成纖維細胞、內皮細胞和神經細胞，這些細胞在隨生活環境變化而進化以及心血管系統相應適應過程中，保持了核心特征。此外，該研究還揭示了一種在進化上保守的心肌細胞狀態動態，可能跟心臟發育和應激反應有關。最后，該研究識別出一個共同的分子程序，支撐著以心室為基礎的心腔演化。總的來說，這項研究為理解心臟演化的內在機制建立了一個資源庫。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw0855
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