科研

Nature重磅!利用单细胞RNA测序构建人类肝脏细胞图谱

肝脏是人体最大、功能最多的器官之一,在人体的新陈代谢及免疫过程中发挥着关键作用。更值得关注的是,肝脏还是人体唯一一种仅需原体积的25%,就能够完全再生的内脏器官。另外,包括脂肪肝、肝癌及肝炎在内的各类肝病是当今世界最大的健康问题之一,也是导致死亡的主要原因。

尽管肝脏对人类健康极为重要,但健康和患病组织中不同肝细胞类型的多样性以及相关分子和细胞过程,仍然尚未得到充分研究。

7月11日,来自德国马克斯-普朗克研究所以及法国斯特拉斯堡大学的研究团队在《自然》杂志发表了一项重磅研究成果,成功绘制了一份详尽的人类肝脏细胞图谱。该研究团队利用单细胞RNA测序技术,对来自9个人类供体的近10,400个单细胞进行了分析,所创建的细胞图谱涵盖了所有重要的肝脏细胞类型,包括肝细胞、肝脏主要代谢细胞、血管内皮细胞、肝脏巨噬细胞以及其他免疫细胞类型。利用这些数据,科研人员能够以前所未有的分辨率捕捉细胞类型和细胞状态的多样性,了解它们在发育过程中或疾病进展过程的变化,进而更好地理解和研究肝脏疾病。

论文作者表示,人类肝脏细胞图谱为科学家在正常及患病肝脏中探索以前未知的细胞类型提供了强大的资源。其HCC分析表明,该图谱为肝脏疾病的研究提供了重要参考,将有助于开发急需的人类肝脏模型,包括类器官和人源化肝脏嵌合体小鼠模型。作者还强调,这样的细胞图谱可能不仅对理解正常的肝脏生物学,而且对理解肝癌和其他形式的肝脏疾病尤为重要。

人类肝脏细胞图谱的构建得益于先进的单细胞RNA测序技术。利用单细胞RNA测序技术,研究人员发现,同一细胞类型的个体细胞之间存在惊人的多样性,并揭示了此前从未被描述的肝细胞、内皮细胞和Kupffer细胞的新亚型。尽管这些细胞虽然在形态学上没有什么不同,但具有离散的基因表达谱。研究人员还发现了胆管细胞亚群的一些此前未知的特性。胆道贯穿整个肝脏,将胆汁输送至胆囊。该研究的第一作者Nadim Aizarani表示:“我们的数据显示,这种罕见亚群的细胞是一种前体细胞或祖细胞。它们不仅能够形成细胞质,而且有可能发展成不同的细胞类型,这是干细胞的一个显著特征。”研究人员认为,这种前体细胞群在肝脏再生中发挥着重要作用,也可能参与肝病或肿瘤的发展。

图:研究流程图

此外,细胞图谱和单细胞RNA测序方法还在癌症治疗领域具有巨大的潜力。单细胞测序技术可以捕获待检样品中每个健康或患病细胞的分子特征。与健康组织的参考数据进行比较,科学家可以锁定肿瘤细胞的致病分子特性,并可能有助于在未来开发更好的治疗方案。研究人员还将来自细胞图谱的健康组织数据与来自肝细胞癌细胞的数据进行了比较,证明人类肝脏细胞图谱将成为肝癌研究的重要参考数据库。论文通讯作者DominicGrün表示:“我认为使用单细胞测序研究癌症将有助于进一步提高诊断水平,最终帮助进一步治疗癌症。未来,我们不仅能够发现肿瘤中不同细胞类型之间可能的相互作用。随着疾病的进展,也可以持续观察到这些相互作用。”

研究人员相信,人类肝脏细胞图谱将为未来生物医学奠定重要的基础,将在分子水平上推进肝病的研究和认识,并在未来为肝病创造新的治疗策略。

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本文由 测序中国 作者:王迪 发表,转载请注明来源!

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