人体器官细胞的详细图谱显示了胎盘如何征用母体血液供应，肾细胞如何从健康状态转变为疾病状态，以及肠道中的细胞如何自组织成不同的邻域。
这些图谱于 7 月 19 日在《自然》杂志上发表，是研究健康和疾病状态下身体器官的一种强大且日益普及的方法的例证。每个图谱都包含数十万个关于单个细胞中基因活动和蛋白质产生的数据点，然后将这些数据点映射到它们在器官中的特定位置。
希望这些图谱最终能为诊断和治疗细胞受损或功能失调时可能出现的疾病提供线索。“这些细胞自组织成邻域、城镇、国家，”加利福尼亚州斯坦福大学的遗传学家、肠道研究的作者之一迈克尔·斯奈德说。“这会影响它们的功能。”
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
细胞图谱
允许研究人员监测单个细胞中基因活动的技术，在近年来促进了许多细胞图谱的产生，包括大脑血管图谱和各种类型的肿瘤图谱。随着时间的推移，这些技术变得更加精细，使研究人员能够纳入有关细胞位置的信息，并更彻底地探究基因活动。
最新的论文通过评估每个细胞中数十种蛋白质的丰度，使这项研究更进一步。这项研究是人类生物分子图谱计划 (HuBMAP) 的一部分，该计划由美国国立卫生研究院资助，旨在开发绘制人体细胞图谱的工具。
在一项研究中，研究人员融入了一个转折。他们没有绘制单个器官中的组织图谱，而是研究了两个器官之间的界面：胎盘和子宫。该团队使用了来自 500,000 个细胞和 588 条子宫动脉的数据，以了解来自胎儿的细胞如何侵入和重塑子宫内膜中的血管，使其变得更大，并更好地在妊娠后期输送营养。“它们侵入动脉并取代母体细胞，这太疯狂了，”斯坦福大学的病理学家、该研究的作者之一迈克尔·安杰洛说。
这个过程中的错误与先兆子痫和其他可能危及胎儿和母亲健康的疾病有关。
英国剑桥韦尔科姆桑格研究所的遗传学家罗瑟·文托-托尔莫说，安杰洛的研究结果与今年早些时候发表的细胞基因活动目录非常吻合，该目录记录了形成胎盘的细胞的基因活动。她特别指出，关于每个细胞中 37 种蛋白质表达的数据，为研究人员提供了胎儿细胞和母体细胞之间高分辨率的交流视图。“如果我们想研究疾病，我们需要深入了解健康状况下会发生什么。”
肠道邻域
最新的研究之一比较了健康和受损的肾细胞。“我们能够构建细胞如何从健康状态转变为受损状态的途径，以及沿途的休息站，”密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院的病理学家、共同作者桑杰·贾恩说。
一项研究评估了从肠道沿线的八个位点采集的细胞，并发现了许多斯奈德称之为具有独特特征的细胞邻域。
文托-托尔莫说，这些研究的魅力不仅在于它们的直接发现，还在于它们如何整合大量数据。她说，研究人员还在努力提高细胞图谱项目组织捐赠者的多样性，并开发将分析从 2D 扩展到 3D 的方法。
桑格研究所的遗传学家、HuBMAP 的参与者莎拉·泰希曼说，未来的研究无疑将关注更多的组织、疾病状态和发育阶段。“身体中还有许多其他组织和器官，”她说。“未来有令人兴奋的机会。”
本文经许可转载，并于 2023 年 7 月 19 日首次发表。