肝臟是人類一個必不可少的多功能器官，既負責將食物中的糖、蛋白質和脂肪轉化為對身體有用的物質(代謝功能)，也負責血液排毒（免疫功能）。
目前，肝臟疾?。ㄈ缰靖?、肝癌或肝炎）已成為全球最大的健康問題之一，其發(fā)病率不斷上升，是導致死亡的主要原因。
圖片來源：Nature
7月10日，發(fā)表在Nature雜志上的一項研究中[1]，來自德國Max Planck免疫生物學與表觀遺傳學研究所等機構的科學家們發(fā)表了一份完整的人類肝臟細胞圖譜。Nadim Aizarani等利用單細胞RNA測序技術，成功繪制了健康人類肝臟中細胞群的詳細地圖。這一里程碑成果將對改善肝癌等疾病的治療具有重要意義。
單細胞測序技術被用于確定一個細胞中每個基因有多少信使RNA(mRNA)。測序前，被調(diào)查的器官組織需要被離解成單個細胞，然后對每個細胞進行單獨測序。
“通過測量細胞在某一特定時間點存在哪些RNA分子，我們可以確定哪些基因是活躍的。這使我們能夠了解細胞所執(zhí)行的功能，以及在疾病發(fā)生時，細胞內(nèi)的基因表達是如何調(diào)控的?！鳖I導該研究的Dominic Grün解釋道。
單細胞RNA測序揭示了成人肝臟中的細胞類型（圖片來源：Nature）
基于對來自9名人類捐贈者的10,000個細胞的分析，細胞圖譜揭示了所有重要的肝臟細胞類型，包括肝臟主要的代謝細胞——肝細胞、血管內(nèi)皮細胞、肝內(nèi)巨噬細胞及其它免疫細胞、膽管細胞和肝臟上皮祖細胞。
研究還發(fā)現(xiàn)了肝細胞、內(nèi)皮細胞和巨噬細胞的新亞型，以及膽管細胞其中一個亞群一些此前未知的特性。
在成人肝臟中鑒定出了一種祖細胞群（圖片來源：Nature）
膽管貫穿整個肝臟，將膽汁輸送到膽囊。該研究顯示，一個罕見的膽管細胞亞群本質上是前體細胞或祖細胞，他們不僅能夠形成類器官（這是干細胞的一個顯著特征），還具有發(fā)育成不同細胞類型的潛能。在培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，這些祖細胞要么分化成肝細胞，要么分化成膽管細胞。研究者們相信，這種前體細胞群在肝臟再生中發(fā)揮著重要作用，也可能參與肝臟疾病或腫瘤的發(fā)展。
在這項研究中，科學家們還證實了“人類肝臟細胞圖譜將成為肝癌研究的重要參考數(shù)據(jù)庫。” 他們將來自細胞圖譜中健康組織的數(shù)據(jù)與來自肝細胞癌（最常見的原發(fā)性肝癌）組織的數(shù)據(jù)進行了比較，并鑒定出了新的腫瘤細胞標志物以及腫瘤內(nèi)不同細胞類型的基因活動模型。
對來源于患者的肝細胞癌進行單細胞測序揭示了癌癥特異性基因特征以及被擾亂的細胞表型（圖片來源：Nature）
目前，分析病變組織（如腫瘤組織）的方法只能提供整個組織樣本中活躍基因濃度的平均值，這種情況下，罕見細胞類型或單個細胞在其中的“貢獻”就消失了。而也許，正是這些少數(shù)細胞決定了一個組織的健康與否，癌變與否。因此，細胞圖譜和單細胞RNA測序對幫助進一步提高癌癥診斷及治療水平具有巨大的潛力。
研究人員對分離自9名捐贈者肝臟組織的單細胞進行了單細胞RNA測序，繪制了一張人類肝臟細胞圖譜，并鑒定出了先前未知的肝臟細胞亞型。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，肝臟中膽管細胞的一個罕見亞型具有發(fā)育成不同細胞類型（如肝細胞或膽管細胞）的潛能。（圖片來源：MPI of Immunobiology and Epigenetics, Freiburg, Grün）
研究人員認為，單細胞測序可以捕捉待檢測樣本中每個健康或患病細胞的分子特征。通過與來自健康組織的參考數(shù)據(jù)進行比較，科學家可以靶向腫瘤細胞的致病分子特性，開發(fā)更有效的抗癌療法。
總結來說，人類肝臟細胞圖譜將幫助研究者或醫(yī)生更確切地了解肝臟中的各種細胞在發(fā)育或疾病進展時究竟發(fā)生了怎樣的變化，為生物醫(yī)學的發(fā)展奠定了重要基礎。這些發(fā)現(xiàn)將促進對肝臟疾病分子水平的理解，未來可能會研發(fā)出新型治療策略。
小結
領域：肝臟疾病
雜志：Nature
亮點：來自德國Max Planck免疫生物學與表觀遺傳學研究所等機構的科學家們利用單細胞RNA測序技術成功繪制了一份完整的人類肝臟細胞圖譜。這一里程碑成果將對改善肝癌等疾病的治療具有重要意義。
相關論文：
[1] Nadim Aizarani et al. A human liver cell atlas reveals heterogeneity and epithelial progenitors. Nature（2019）.
參考資料：
1# Scientists discover previously unknown subtypes of liver cells in health and disease
新靶點
NKG2A | GARP | CD22 | 628個靶點 | LIF | CDK2 |
新療法
雙特異性抗體 | PROTACs技術 | 第四代EGFR抑制劑 | RNAi藥物 | GCGR抗體 | AMPK激動劑 | 神奇膠囊| CAR-T療法 | 降膽固醇新藥 | 光照+聲音 | 調(diào)節(jié)代謝 | 基因治療 | 先天免疫 | 細胞治療 | 智能i-胰島素 | 胎盤干細胞 | 河豚毒素 | 感冒病毒 | 腸道細菌 | 腫瘤疫苗 | 溶瘤病毒
新機制
PD-1抗體與腸道菌群 | 細菌與癌癥 | CCR5與中風康復 | 糖促進腫瘤 | 黃金鉀 | PD-1加速腫瘤生長 | 癌細胞神秘偷渡PD-L1 | 乳腺癌耐藥性 | 鐵死亡 | PARP抑制劑 | 哮喘鼻炎之謎 | 致命心臟病 | TOX | 帕金森病 | 肺癌轉移 | 高血壓 | 減肥藥 | 超級細菌毒力開關
流行病學
