单细胞生物学里程碑!迄今*全跨组织细胞图谱绘成并开放*

2022-05-13 16:01:59 文章来源:网络

人类细胞图谱(HCA)计划的目标是绘制出人体中的每种细胞类型,从而改变我们对生物学、感染和疾病的认识。**国《科学》杂志13日连发四篇论文,描述了国际HCA联盟研究人员已创建出人体33个器官和系统中超过一**个细胞的高度详细的图谱。该图谱的完成为人类健康和疾病(**括免疫系统)提供了新的生物学见解,被认为是单细胞生物学领域取得的一个里程碑式的进步。

这些互补的多组织细胞图谱将有助于形成单一的人类细胞图谱,并具有许多治疗意义,或将帮助科学家重新认识常见和罕见疾病、疫苗开发、抗肿瘤免疫学和再生**学。这些图谱已开放**,允许研究人员详细比较人体全身的特定细胞,揭示新的细胞功能。

深入研究跨组织的免疫系统

在《科学》合集的**篇论文中,英国剑桥大学威康·桑格研究所研究人员及其合作者对来自12个成年器官捐赠者的16个组织中的330000个免疫细胞的RNA逐一进行了测序,以了解免疫细胞在不同组织中的功能。

在创建人体内免疫细胞的**选目录后,研究团队开发了一种机器学习工具CellTypist来自动识别细胞类型。使用该工具,他们确定了大约一百种不同类型的免疫细胞,**括特定的巨噬细胞、T细胞和B细胞,以及它们在不同组织中的分布。

HCA联盟委员会联合主席、威康桑格研究所细胞遗传学负责人萨拉·铁奇曼**士说:“通过HCA对细胞的详细了解,将有助于解释人类健康和疾病的方方面面。通过比较来自同一供体的多个组织中的特定免疫细胞,我们确定了身体不同区域中不同类型的记忆T细胞,这可能对控制感染产生重大影响。”

在《科学》合集的第二项研究中,桑格研究所研究人员和合作者创建了一个跨越9个器官的人类免疫系统发育图谱,揭示了参与血液和免疫细胞形成的组织,这将增强人们对免疫疾病的理解。它还揭示了随着人体生长而丢失的细胞类型,为体外细胞工程和再生**学研究提供了信息。

研究人员使用空间转录组学和单细胞RNA测序来绘制特定细胞在发育组织中的确切位置。研究人员识别出一种新型的B细胞,以及出现在生命早期阶段的独特T细胞。该团队使用来自其他人类细胞图谱研究的数据,证明了这些特定的免疫细胞并不会在成人体内发现。

冷冻组织的图谱揭示罕见和常见疾病基因

单细胞图谱的目标之一是绘制特定细胞类型,其中**括在整个人体中发挥作用的疾病基因,如导致肌肉萎缩症等罕见疾病或导致心脏病等常见疾病风险的基因。它需要对所有细胞类型进行分析,**括难以捕获的**骼肌细胞、脂肪细胞和神经元。来自大量个体的细胞也很重要,需要科学家在分析前收集和冷冻组织。

在《科学》合集的第三项研究中,**国哈佛**德研究所研究人员及其合作者揭示了他们如何优化单核RNA测序以克服使用冷冻细胞带来的挑战,他们创建了一个跨组织图谱来分析来自多个冷冻储存组织的200000个细胞,重点关注罕见和常见疾病基因。然后,该团队使用新的机器学习算法,系统地将图谱中的细胞与6000种单基因疾病和2000种复杂的遗传疾病和**状相关联,以识别可能与疾病有关的细胞类型和基因程序,从而揭示了研究健康和疾病的多个新起点。

HCA联盟联合主席艾伟福·雷杰夫**士说:“我们的单核人类细胞图谱研究展示了一种强大的规模方法,可通过深度学习计算的进步来分析全身冷冻组织样本中的细胞,并为在单细胞水平上研究来自整个患者**组的组织开辟了道路。通过直接将细胞与人类疾病生物学和跨组织疾病风险基因联系起来,我们能够为理解多种疾病创建新的路线图。”

广泛的跨组织细胞图谱TabulaSapiens

《科学》合集中的**后一篇论文描述了来自陈·扎克伯格生物中心研究人员进行的一项大型的跨组织研究。该团队使用活细胞的单细胞RNA测序来分析来自同一供体的许多器官,这使得跨组织比较能够控制遗传背景、年龄和环境影响。近50万个细胞的集合提供了来自活细胞的独特广泛的跨组织图谱,并创建了一个被研究人员称为TabulaSapiens的数据集。

TabulaSapiens数据集详细描述了400多种特定细胞类型、它们的分布和跨组织基因表达的变化。此外,通过对活细胞的分析,研究人员还实现了对单细胞图谱中替代基因剪接的首次大规模分析。该研究提供了大量经人类专家注释的细胞资源,这将为基础生物学和疾病研究提供重要的新见解。

陈·扎克伯格生物中心主任、斯坦福大**物工程和应用物理学教授斯蒂芬·考克教授说:“TabulaSapiens是一个参考图谱,提供了人体24个器官的数百种细胞类型。科学界将在未来许多年从这一资源中发现对人类生物学的新见解。”

HCA跨组织数据和工具开放**

HCA是一个国际合作联盟,旨在绘制健康人体中的细胞类型图谱,为研究健康和疾病提供前所未有的资源。HCA是一个开放的、前沿的、以科学家为主导的联盟,拥有来自全球83个**的2300多名成员。

HCA数据已开放**,全球研究人员可通过HCA数据协调**,如剑桥细胞图谱、**德单细胞门户和加州大学圣塔克鲁兹分校细胞浏览器访问这些数据。

HCA联盟成员、瑞典卡罗林斯卡学院司藤·林纳森教授说:“人类细胞图谱正在改变我们对生物学和疾病的理解。这些跨组织研究通过对发育和成年期的相同细胞类型进行系统、深入的比较,是单细胞生物学研究的一个里程碑。它们是向涵盖人体所有细胞类型的人类细胞图谱迈出的一大步,为诊断、**疗保健和**准**学的新时代奠定了基础。”

(原标题,《里程碑!迄今**全跨组织细胞图谱绘成》)

本文转自:宁夏日报

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