科研

Nature:深度立体基因分析或可帮助理解机体肝脏的功能

如果你早晨醒来感觉精力充沛,头脑清楚, 那么你应该感谢机体肝脏在你吃早饭之前为你制造了一定的葡萄糖;在履行机体其它重要的功能中,肝脏还能够帮助清除体内的毒素并且在血液中产生大量的载体蛋白;近日一项刊登在国际著名杂志Nature上的研究报告中,来自魏兹曼科学研究院的研究人员通过研究发现,机体肝脏这种神奇的多任务处理技能至少部分是由于肝脏细胞中的精细劳动分工所造就的。

在每一个肝脏的微观世界中,一种六角小叶结构会组成洋葱样的同心层结构,通过绘制肝脏小叶结构所有细胞的基因活性图谱,研究者Shalev Itzkovitz博士及其同事就发现,每一层同心层结构都会发挥不同的功能,而且肝脏细胞能够被分为至少9种不同的类型,每一种类型都会专注于自己的任务。

研究者还发现,葡萄糖、凝血因子以及其它多种材料的合成都会发生于肝脏小叶的外层结构中,这些层状结构富含促进多种合成过程所需的氧气;肝脏小叶的内层结构则能够揭示毒素和其它物质被破碎的位点,而中层结构则能够证明其所拥有的功能,而不是作为纯粹的过渡区;研究者指出,这些中层结构中的细胞能够帮助制造一种名为铁调素的激素,而该激素能够调节血液中铁的水平。

诸如机体制造胆汁的特殊过程能够在不同的层中进行,这就好像生产线工作一样。当研究人员绘制所有肝脏细胞表达的图谱时他们意外发现了上述现象,当然肝脏也是首个进行类似研究的器官;文章中研究人员对1500个单一肝脏细胞的基因组进行了分析,随后建立了每个细胞中大约2万个基因的表达模式;同时研究者还对完整的肝脏组织进行了可视化分析,在荧光显微镜下对单个信使RNA分子进行了锁定。

随后研究者还利用特殊的算法对每个肝脏细胞中的基因表达进行了分析,同时锁定了肝脏小叶结构中细胞的位置,研究者指出,肝脏中有超过3500个基因的表达在每一层中都存在着较大变化,这些基因的数量是此前预测数量的大约10倍。对基因表达的深度分析或许能够帮助研究人员阐明常见肝脏疾病的发病原因和起源,包括肝癌和非酒精性脂肪肝,这些疾病影响着发达国家中大约五分之一人群的健康,此外,本文研究中研究者所开发的新方法或许还能够绘制机体中其它器官的基因表达图谱。

参考文献:

Single-cell spatial reconstruction reveals global division of labour in the mammalian liver.doi:10.1038/nature21065

来源:生物谷

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本文由 测序中国 作者:白云 发表,转载请注明来源!

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