肝臟是人體最大、功能最多的器官之一，在人體的新陳代謝及免疫過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。更值得關(guān)注的是，肝臟還是人體唯一一種僅需原體積的25%，就能夠完全再生的內(nèi)臟器官。
另外，包括脂肪肝、肝癌及肝炎在內(nèi)的各類肝病是當(dāng)今世界最大的健康問題之一，也是導(dǎo)致死亡的主要原因。
盡管肝臟對(duì)人類健康極為重要，但健康和患病組織中不同肝細(xì)胞類型的多樣性以及相關(guān)分子和細(xì)胞過(guò)程，仍然尚未得到充分研究。
7月11日，來(lái)自德國(guó)馬克斯-普朗克研究所以及法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)重磅研究成果，成功繪制了一份詳盡的人類肝臟細(xì)胞圖譜。
該研究團(tuán)隊(duì)利用單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)，對(duì)來(lái)自9個(gè)人類供體的近10,400個(gè)單細(xì)胞進(jìn)行了分析，所創(chuàng)建的細(xì)胞圖譜涵蓋了所有重要的肝臟細(xì)胞類型，包括肝細(xì)胞、肝臟主要代謝細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、肝臟巨噬細(xì)胞以及其他免疫細(xì)胞類型。
利用這些數(shù)據(jù)，科研人員能夠以前所未有的分辨率捕捉細(xì)胞類型和細(xì)胞狀態(tài)的多樣性，了解它們?cè)诎l(fā)育過(guò)程中或疾病進(jìn)展過(guò)程的變化，進(jìn)而更好地理解和研究肝臟疾病。
論文作者表示，人類肝臟細(xì)胞圖譜為科學(xué)家在正常及患病肝臟中探索以前未知的細(xì)胞類型提供了強(qiáng)大的資源。其HCC分析表明，該圖譜為肝臟疾病的研究提供了重要參考，將有助于開發(fā)急需的人類肝臟模型，包括類器官和人源化肝臟嵌合體小鼠模型。
作者還強(qiáng)調(diào)，這樣的細(xì)胞圖譜可能不僅對(duì)理解正常的肝臟生物學(xué)，而且對(duì)理解肝癌和其他形式的肝臟疾病尤為重要。
人類肝臟細(xì)胞圖譜的構(gòu)建得益于先進(jìn)的單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)。利用單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，同一細(xì)胞類型的個(gè)體細(xì)胞之間存在驚人的多樣性，并揭示了此前從未被描述的肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和Kupffer細(xì)胞的新亞型。
盡管這些細(xì)胞雖然在形態(tài)學(xué)上沒有什么不同，但具有離散的基因表達(dá)譜。研究人員還發(fā)現(xiàn)了膽管細(xì)胞亞群的一些此前未知的特性。膽道貫穿整個(gè)肝臟，將膽汁輸送至膽囊。該研究的第一作者Nadim Aizarani表示：“我們的數(shù)據(jù)顯示，這種罕見亞群的細(xì)胞是一種前體細(xì)胞或祖細(xì)胞。
它們不僅能夠形成細(xì)胞質(zhì)，而且有可能發(fā)展成不同的細(xì)胞類型，這是干細(xì)胞的一個(gè)顯著特征。”研究人員認(rèn)為，這種前體細(xì)胞群在肝臟再生中發(fā)揮著重要作用，也可能參與肝病或腫瘤的發(fā)展。
圖：研究流程圖
此外，細(xì)胞圖譜和單細(xì)胞RNA測(cè)序方法還在癌癥治療領(lǐng)域具有巨大的潛力。單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)可以捕獲待檢樣品中每個(gè)健康或患病細(xì)胞的分子特征。與健康組織的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，科學(xué)家可以鎖定腫瘤細(xì)胞的致病分子特性，并可能有助于在未來(lái)開發(fā)更好的治療方案。
研究人員還將來(lái)自細(xì)胞圖譜的健康組織數(shù)據(jù)與來(lái)自肝細(xì)胞癌細(xì)胞的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，證明人類肝臟細(xì)胞圖譜將成為肝癌研究的重要參考數(shù)據(jù)庫(kù)。論文通訊作者DominicGrün表示：“我認(rèn)為使用單細(xì)胞測(cè)序研究癌癥將有助于進(jìn)一步提高診斷水平，最終幫助進(jìn)一步治療癌癥。
未來(lái)，我們不僅能夠發(fā)現(xiàn)腫瘤中不同細(xì)胞類型之間可能的相互作用。隨著疾病的進(jìn)展，也可以持續(xù)觀察到這些相互作用。”
研究人員相信，人類肝臟細(xì)胞圖譜將為未來(lái)生物醫(yī)學(xué)奠定重要的基礎(chǔ)，將在分子水平上推進(jìn)肝病的研究和認(rèn)識(shí)，并在未來(lái)為肝病創(chuàng)造新的治療策略。
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