人體細胞圖譜問世
《自然》7月19日發(fā)表的3篇論文報道了人體腸道、腎臟和母胎界面的參考細胞圖譜。除了這些研究，人類生物分子圖譜計劃（HuBMAP）還在《自然》子刊上發(fā)表了一系列論文。這些工作揭示了各類型細胞排列以及它們與人體不同組織和器官相互作用的新信息，是研究人體生物學和疾病的寶貴資源。
對人類來說，細胞的組織方式和細胞間的相互作用決定了器官和組織的功能。HuBMAP計劃旨在繪制整個人體的細胞排列方式，幫助科學家研究細胞如何工作，以及細胞間的關(guān)系如何影響個體健康。為此，HuBMAP合作組一直在開發(fā)能在單細胞水平上繪制組織和器官內(nèi)細胞分子組成空間圖譜的工具，這些組成包括RNA、蛋白質(zhì)和代謝物。這類工具已被用來構(gòu)建人類腸道、腎臟以及與胎盤相連組織的參考細胞圖譜。
美國加州斯坦福大學醫(yī)學院的Michael Snyder和同事研究了人體腸道，從消化到支持免疫系統(tǒng)，這個復雜的器官有許多不同的結(jié)構(gòu)和功能。研究人員分析了9名個體的8個腸道部位，揭示了不同位置腸道組成的巨大差異。作者發(fā)現(xiàn)了新的上皮細胞亞型，還發(fā)現(xiàn)了不同細胞類型會形成“社區(qū)”，有些“社區(qū)”能特異性地調(diào)節(jié)免疫應答。研究結(jié)果揭示了能促進腸道發(fā)揮功能的復雜、差異化的細胞組成。
美國密蘇里州圣路易斯華盛頓大學醫(yī)學院的Sanjay Jain和同事分析了45個健康的和48個生病的人體腎臟。這些器官的損傷會觸發(fā)腎細胞變化，最終影響腎臟功能。作者繪制了腎臟不同區(qū)域的51種主要細胞類型的單細胞和空間圖譜。他們還發(fā)現(xiàn)了會在急性或慢性損傷下改變的細胞狀態(tài)和腎臟免疫細胞、基質(zhì)細胞和上皮細胞“社區(qū)”，包括與修復途徑是否成功或存在缺陷有關(guān)的狀態(tài)。
斯坦福大學的Michael Angelo和同事構(gòu)建了妊娠前半期的人體胎盤圖譜。研究人員分析了來自66例人體母胎界面樣本的約50萬個細胞和588個動脈，這里是母體和胎盤細胞共同為胎兒提供生命支持的位置。具體而言，他們研究了胎盤和子宮之間的界面，這里的母體動脈會發(fā)生改變，從而給胎兒供血。這些圖譜覆蓋了妊娠6-20周的不同發(fā)育階段，識別了胎盤和免疫細胞之間的相互作用；后一項發(fā)現(xiàn)闡明了母體免疫細胞如何支持母體和胎兒完全不同的細胞共存。
英國劍橋惠康桑格研究所的Roser Vento-Tormo和Roser Vilarrasa-Blasi在一篇同時發(fā)表的新聞與觀點文章中寫道，“這3個HuBMAP圖譜……通過定義與疾病相關(guān)的細胞狀態(tài)的空間位置，有望推動我們對疾病的理解。”他們預計將來還會有來自其他組織的更多圖譜，并指出仍需檢驗更多樣本來“建立細胞組織和功能在健康和疾病中的可靠關(guān)聯(lián)”。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-05915-x
https://doi.org/10.1038/s41586-023-05769-3
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06298-9
