國際人類細(xì)胞圖譜（HCA）聯(lián)盟的研究人員報(bào)告了一項(xiàng)壯舉：他們繪制了33個(gè)器官中逾100萬個(gè)具體細(xì)胞的詳細(xì)圖譜，它代表了迄今為止最全面的組織細(xì)胞圖譜。人類細(xì)胞圖譜的目標(biāo)是繪測人體內(nèi)每種類型的細(xì)胞，但在此之前，它們大多聚焦于具體器官及組織中的細(xì)胞或小型組織中的細(xì)胞亞群?？稍谒捻?xiàng)研究中公開得到的結(jié)果數(shù)據(jù)具有許多治療意義，其中包括對(duì)常見和罕見疾病、疫苗開發(fā)、抗腫瘤免疫和再生醫(yī)學(xué)的理解。
在第一項(xiàng)研究中，Tabula Sapiens Consortium發(fā)布了一個(gè)涵蓋特別寬泛的細(xì)胞圖譜，提供了24個(gè)器官中400多種細(xì)胞類型的分子定義。他們稱此參考為“ Tabula Sapiens”數(shù)據(jù)集。為了制作該數(shù)據(jù)集，作者對(duì)近50萬個(gè)活細(xì)胞使用了單細(xì)胞RNA測序（scRNA-seq）；這些細(xì)胞包括上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞，它們采自各捐贈(zèng)者的多種組織。對(duì)具體供體的數(shù)個(gè)組織進(jìn)行分析的能力可以在控制基因背景，年齡，環(huán)境接觸和表觀遺傳效應(yīng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行跨組織比較。作者用Tabula Sapiens數(shù)據(jù)集發(fā)現(xiàn)了一些人類細(xì)胞生物學(xué)的新線索，其中包括如何將同一基因剪接至不同的細(xì)胞類型中，以及如何在組織之間共享免疫細(xì)胞克隆。
單細(xì)胞圖譜有望為疾病基因在人體內(nèi)的細(xì)胞類型特異性作用的繪測提供幫助。構(gòu)建單細(xì)胞圖譜需要對(duì)所有類型的細(xì)胞（包括那些難以用scRNA-seq捕捉到的細(xì)胞以及來自更多個(gè)體的細(xì)胞）進(jìn)行分析，這意味著科學(xué)家需要在分析之前采集并冷凍多種組織。在本組研究的第二項(xiàng)研究中，G?kcent Eraslan等人通過優(yōu)化單核RNA測序（snRNA seq）來克服使用冷凍細(xì)胞的挑戰(zhàn)。他們將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于來自16名捐贈(zèng)者的8個(gè)健康人體器官的冷凍樣本，并編制了一幅包含20多萬個(gè)細(xì)胞核特征的跨組織圖譜。Eraslan等人用機(jī)器學(xué)習(xí)將圖譜中的細(xì)胞與數(shù)千種單基因病和復(fù)合基因病和特征進(jìn)行關(guān)聯(lián)，旨在發(fā)現(xiàn)可能與疾病有關(guān)的細(xì)胞類型和基因程序。
從歷史上看，科學(xué)家對(duì)人類免疫系統(tǒng)的理解主要局限于血液中循環(huán)細(xì)胞的作用，但組織內(nèi)的免疫細(xì)胞對(duì)維持健康至關(guān)重要。為了更好地了解免疫細(xì)胞在組織中的功能，Cecilia Dominguez Conde和Chenqu Suo及他們的同事分別對(duì)成人和發(fā)育中的免疫細(xì)胞進(jìn)行了描述。Dominquez-Conde等人用scRNA-seq對(duì)12名成年捐贈(zèng)者體內(nèi)的16個(gè)組織中的先天性和適應(yīng)性免疫細(xì)胞進(jìn)行了調(diào)查，從而得到了30多萬個(gè)細(xì)胞的基因表達(dá)譜。他們開發(fā)了一種名為“CellTypist”的機(jī)器學(xué)習(xí)工具來輔助進(jìn)行細(xì)胞類型標(biāo)注。該方法使作者能夠從100多萬個(gè)細(xì)胞中識(shí)別近101種免疫細(xì)胞類型或狀態(tài)，包括先前未受重視的細(xì)胞狀態(tài)。
在最后一項(xiàng)研究中，Suo等人用9個(gè)產(chǎn)前組織的scRNA-seq、抗原-受體測序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)等方法制作了一幅顯示妊娠各階段免疫系統(tǒng)發(fā)育的單細(xì)胞和空間圖譜。這些發(fā)現(xiàn)超越了那些僅關(guān)注免疫系統(tǒng)發(fā)育中的一個(gè)或幾個(gè)器官的研究；它們揭示了在許多外周組織中（而不僅僅在初級(jí)造血器官中）出現(xiàn)的血液和免疫細(xì)胞的發(fā)育。
Zedao Liu 和 Zemin Zhang在一篇相關(guān)的'視角'文章中進(jìn)一步討論了這4項(xiàng)研究及其發(fā)現(xiàn)。他們說：“總之，這些泛組織研究使我們更接近于構(gòu)建一幅全面的人類單細(xì)胞圖譜?！?/span>
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