心臟發育是形態發生學的典範系統，整合前驅細胞規範、組織力學、左右不對稱和基因調控網路。先天性心臟病（CHD）作為最常見的出生缺陷，推動了對心臟發育分子機制的深入研究。
心臟前驅細胞的規範與譜系
心臟前驅細胞來自前側板中胚層，受內胚層分泌的 BMP2/4 和 FGF8 誘導，同時受到神經板分泌的 Wnt 拮抗因子（DKK1、Crescent）去抑制——因為 canonical Wnt 信號抑制心臟命運（Marvin et al., 2001, Genes Dev）。這形成「心臟規範 = BMP + FGF - Wnt」的經典公式。
第一心場（FHF）和第二心場（SHF）的概念由 Kelly 等人（2001, Dev Cell）和 Mjaatvedt 等人（2001, Dev Biol）同時提出。SHF 的發現解釋了為什麼 Isl1 敲除小鼠缺少右心室和流出道但保留左心室。譜系追蹤（lineage tracing）用 Mesp1-Cre 標記所有心臟前驅，用 Isl1-Cre 特異性標記 SHF，證實兩個心場是獨立但互依的祖細胞群。
最新的單細胞研究（Lescroart et al., 2018, Cell Reports）發現 FHF 和 SHF 在原腸化早期即可在轉錄組層面區分，挑戰了「共同前驅→分支」的線性模型。
心臟環化的分子力學
環化（looping）是心管從對稱管到不對稱腔室的關鍵轉折。機制涉及多層次整合：（1）左側 Nodal-Pitx2c 軸提供左右不對稱的轉錄資訊；（2）心管本身的細胞層面力學——右側心肌細胞較左側扁平，產生內在曲率偏差（Voronov et al., 2004, Dev Biol）；（3）心膠質（cardiac jelly）的不均勻分布改變管壁剛性。計算模型（Taber, 2006, J Biomech Eng）整合這些力學因素可重現環化形態。Pitx2c 敲除導致環化方向隨機化或反轉（Gage et al., 1999, Development）。
腔室化的轉錄邏輯
環化後的心管不是均勻分化的——腔室肌和非腔室肌（AV canal、流出道瓣膜區）由不同轉錄因子網路控制。BMP2→Tbx2/Tbx3 在 AV canal 抑制 Nppa/Cx40/Cx43（快傳導腔室基因），維持慢傳導特性（Christoffels et al., 2004, Circ Res）。相反，Hey1/Hey2（Notch 標靶）在腔室活化工作心肌程式。Hey2 敲除導致左心室缺陷和中隔缺損。
心房 vs 心室身份由 Tbx5 梯度調控——Tbx5 在心房和左心室高表達，在右心室低表達。Tbx5 雜合敲除（模擬 Holt-Oram 症候群）造成中隔缺損（Bruneau et al., 2001, Cell）。
心臟神經嵴與流出道發育
流出道的中隔形成和大血管重塑依賴心臟神經嵴細胞（cardiac neural crest cells, CNCCs）。CNCCs 從後腦神經褶遷移至流出道，分隔主動脈和肺動脈。CNCCs 的遷移受 Semaphorin 3C/PlexinA2、Endothelin 和 FGF8 信號引導。22q11.2 微缺失（含 TBX1 基因）導致 DiGeorge 症候群——CNCCs 遷移和增殖缺陷→持續性動脈幹、法洛氏四合症等流出道異常（Lindsay et al., 2001, Nature）。
心臟再生的前沿
成年哺乳類心肌細胞幾乎不增殖，但新生小鼠可在心肌損傷後完全再生——此窗口在出生後 7 天關閉（Porrello et al., 2011, Science）。Hippo 通路的核心激酶 YAP 在新生期維持心肌增殖能力，其失活與增殖窗口關閉相關。條件性活化 YAP 或敲除 Hippo 通路成分 Salvador 可在成年小鼠心肌梗塞後促進心肌再生（Leach et al., 2017, Nature）——但離臨床轉譯仍有距離。