关键词：心脏淋巴管；空间转录组；Adma-Ackr3

心脏淋巴管负责回收组织间液、转运大分子并清除免疫细胞，也参与心肌损伤后的修复反应。心脏淋巴管如何形成、由哪些邻近细胞通过何种信号调控，长期缺少在原生组织位置上的直接证据。本研究对成年斑马鱼心脏进行单细胞分辨率的空间转录组分析，把心脏淋巴管内皮细胞（LEC）与其周围表达配体的细胞一并定位，发现 adma（编码肾上腺髓质素）主要表达在紧邻心脏淋巴管的心外膜细胞；随后构建 adma 与诱饵受体基因 ackr3a 的突变体，以荧光报告系活体成像结合冷冻损伤再生模型，证明 Adma–Ackr3 信号决定心脏淋巴管的形态、数量与免疫清除功能。

论文第一作者为 Xidi Feng，共同第一作者为 Hui-Yu Chen 与 Yuhan Sun，通讯作者为 Xidi Feng 与 Ching-Ling Lien，合作者包括 Fei Sun、Sean Yan、Subir Kapuria、Raquel Rodriguez、Laurent Gamba、J. Gage Crump、Young-Kwon Hong 与 Kenneth D. Poss。文章题为 "Adma and Ackr3a regulate cardiac lymphatic vessel formation and function during heart development and regeneration"，2026年发表于 Nature Communications。

重要发现

01

连续荧光杂交把稀有细胞留在原位

研究以5 微米厚的成年斑马鱼心脏矢状切片为样本，用 168 个基因组成的自定义探针集做连续荧光原位杂交（seqFISH）。切片内 8650 个细胞被归入 10 个细胞类群，其中 LEC 仅 164 个，占比不足 2%。在成像流程中，切片先去蜡并解除甲醛交联，再经水凝胶包埋与透明化处理，以降低光散射背景；探针在高甲酰胺缓冲液中杂交，经高严格度漂洗后进入多轮自动化流体与荧光成像循环，每个 RNA 分子依靠逐轮累积的时序条形码被识别，激光荧光显微成像把信号定位到亚细胞尺度；正式实验前取同源切片，用两种荧光标记的验证探针做共定位，确认 RNA 完整；细胞边界由 DAPI 染核做机器学习分割后向外扩展 15 像素（约 1.5 微米）近似得到，解码允许错误率设为 5%。另一种常用方案以数百微米级空间单元读取转录本，每单元容纳 3 至 8 个细胞；与它相比，这种成像式编码更适合分辨占比极低的细胞类型。

02

配体与受体的空间邻近关系

在LEC 周围，两组配体基因 adma、admb 与受体基因 calcrla、calcrlb、ramp2 的空间分布被逐一读出。ramp2 与 calcrlb 在心脏中广泛表达，并在 LEC 内明显富集；配体 adma 则出现在紧邻 LEC 的细胞中，这提示 Adma–calcrlb 通路在斑马鱼中可能承担与小鼠相似的调控作用。值得注意的是，adma 与 vegfc 虽然都位于 flt4 阳性 LEC 附近，却大多落在不同细胞里，说明淋巴管周围的信号输入并非来自单一细胞类型，部分 vegfc 表达细胞可能是脂肪细胞。RNAscope 荧光原位杂交在组织切片上复核了这一格局：adma 出现在 Aldh1a2 阳性的心外膜细胞中，紧贴 flt4:mCitrine 标记的 LEC，受体基因在动脉球与心室 LEC 上均被检出。

03

adma 缺失重塑心外膜与淋巴管形态

用CRISPR/Cas9 配合双向导 RNA 删除 adma 第 1 至第 3 外显子间的 638 bp 序列后，部分鱼在 1 mpf 出现胸腹水肿，雌性个体中 51.7% 出现水肿，雄性为 18.5%，部分个体带重度水肿存活至成鱼。心脏形态随之改变：动脉球宽高比在雄、雌中分别增加 29.6% 与 40.4%，动脉球与心室的大小比增加 59.3% 与 68.1%，心室宽高比增加 21.8% 与 16%，心室表面出现明显脂滴堆积。以 flt4:mCitrine 报告系做共聚焦 Z 栈成像后按阈值分割定量，动脉球淋巴管由扁平网络变为管状，覆盖率下降 38.7%（雄）与 29.3%（雌），扁平淋巴管比例下降 85.11% 与 52.31%；心室淋巴管直径在雌性增加 145%，雄性单独分析增加 38.3%，带丝状伪足的生长端每毫米减少 80%（雄）与 66.2%（雌）。把 lyve1b:dsRed 引入同一背景后可见，两个报告系在动脉球上几乎重合，而在野生型心室新生芽端 lyve1b 并不表达；adma 突变体的心室淋巴管（含大血管与生长端）lyve1b 信号普遍上调，一出现即为 flt4 与 lyve1b 双阳性。

对6 mpf 雄鱼心室做横切重测，214284 个细胞进入分析，野生型与突变体分别得到 287 与 283 个 LEC。LEC 进一步分为 LEC_1 至 LEC_4 四个亚群，其中 LEC_4 的淋巴相关基因表达最高，在突变体中大幅减少，LEC_3 比例上升；lyve1b、mrc1a、mrc1b、prox1a 与 stab1 在多个亚群中上调，flt4 总体不变，cdh6 略降，说明缺失 Adma 改变的是 LEC 的亚群构成与基因表达谱，而非简单的细胞数量增减。

04

ackr3a 作为诱饵受体调控出芽

ackr3a 编码 Adma 的诱饵受体，其转录本分布于整个动脉球、房室瓣、心室心外膜与心房，主要出现在紧邻 lyve1b 阳性 LEC 的心外膜细胞中，而非 LEC 自身。用 CRISPR/Cas9 造成 8 bp 缺失、在编码序列 198 bp 处提前终止后，5.5 mpf 突变体的心脏尺寸未见明显改变，心室宽高比在雄、雌中分别增加 12.2% 与 12.7%，心室淋巴管直径与对照相近，但带丝状伪足的生长端每毫米增加 69%（p=0.0672）与 76%（p=0.0339），单个突起上的丝状伪足也更多。反向验证采用心外膜特异过表达：以 tcf21:CreERT2 在 2 至 5 dpf 用 5 μM 4-OHT 诱导重组，7 mpf 成像可见心室淋巴管出芽呈减少趋势。adma 与 ackr3a 双突变体的动脉球扩张、淋巴管覆盖下降、心室淋巴管扩张与出芽减少等表型都接近 adma 单突变体，据此判定 adma 对 ackr3a 上位，Ackr3a 通过调节配体可用性发挥作用。

05

损伤后两类突变体走向相反

冷冻损伤用预冷于液氮的0.8 毫米球形探针接触成鱼心尖 1 秒完成。损伤后 7 天，adma 与 ackr3a 均表达于创面区 Aldh1a2 阳性的心外膜来源细胞；21 天与 28 天新生淋巴管在创面的覆盖比例，野生型与两类突变体之间均无显著差异，7 天创面内也未见新生淋巴管，说明这一阶段起作用的是既存淋巴管。抗 Mpx 全装免疫荧光计数显示，adma 突变体全心室中性粒细胞在 7 天时增多（p=0.0065），ackr3a 突变体反而减少（p=0.0055）；未损伤与损伤后 1 天两组并无差异，可排除炎症细胞募集本身的影响。7 天时对心脏做单细胞 RNA 测序，ackr3a 突变体 LEC 中筛出 56 个差异基因，cxcl14、nr4a1、col4a1 上调，tln1、cdh6、rap1b、cxcl18 下调，通路分析显示马达蛋白与 MAPK 信号上调、黏着斑下调，指向迁移性增强。心肌细胞增殖与 60 天胶原清除在 ackr3a 突变体中均未见改善。

创新与亮点

这项工作的突破口是稀有细胞的分辨。心脏LEC 在整张切片中不足 2%，在混合空间单元里会被邻近细胞的转录本稀释，难以单独识别；连续荧光原位杂交以多轮成像替代一次性读取，把转录本定位到亚细胞尺度，使这类细胞与其邻近的配体表达细胞能在同一组织截面上同时呈现。由此形成的新做法是空间转录组与单细胞 RNA 测序的联合：前者给出位置与邻居，后者给出亚群构成与差异基因，两者互为验证。在光学生物医学场景中，其价值在于把 “哪一种细胞在什么位置向淋巴管提供信号” 变成可读取、可复核的图谱，为筛选促淋巴管生成的干预靶点、评估心外膜来源细胞的旁分泌作用提供观察口径；报告系活体成像与共聚焦阈值定量所确立的覆盖率、出芽密度与管径指标，也为跨实验室比较淋巴管表型提供了统一尺度。

总结与展望

研究把心脏淋巴管的形成归因于心外膜细胞提供的Adma 信号与心外膜 Ackr3a 对配体可用性的调节，说明淋巴管的形态和功能取决于周围细胞构成的微环境。既存淋巴管在损伤早期承担免疫清除，新生淋巴管并非这一阶段的主角，这对理解心脏修复时序有直接意义。后续可关注 LEC 亚群的来源、Ackr3a 是否经由 Cxcl12–Cxcr4 通路起作用，以及性别差异的分子基础。若能在哺乳动物心脏建立同类空间图谱，心外膜与淋巴管之间的信号轴有望成为调控心脏炎症与修复的入口。

论文信息

声明：本文仅用作学术目的。 

Feng, X., Chen, HY., Sun, Y. et al. Adma and Ackr3a regulate cardiac lymphatic vessel formation and function during heart development and regeneration. Nat Commun 17, 11163 (2026). 

https://doi.org/10.1038/s41467-026-78353-8