Nature重磅！利用單細胞RNA測序構建人類肝臟細胞圖譜

　　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程中發揮著關鍵作用。更值得關注的是，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臟器官。另外，包括脂肪肝、肝癌及肝炎在內的各類肝病是當今世界最大的健康問題之一，也是導致死亡的主要原因。

　　盡管肝臟對人類健康極為重要，但健康和患病組織中不同肝細胞類型的多樣性以及相關分子和細胞過程，仍然尚未得到充分研究。

　　7月11日，來自德國馬克斯-普朗克研究所以及法國斯特拉斯堡大學的研究團隊在《自然》雜志發表了一項重磅研究成果，成功繪制了一份詳盡的人類肝臟細胞圖譜。該研究團隊利用單細胞RNA測序技術，對來自9個人類供體的近10,400個單細胞進行了分析，所創建的細胞圖譜涵蓋了所有重要的肝臟細胞類型，包括肝細胞、肝臟主要代謝細胞、血管內皮細胞、肝臟巨噬細胞以及其他免疫細胞類型。利用這些數據，科研人員能夠以前所未有的分辨率捕捉細胞類型和細胞狀態的多樣性，了解它們在發育過程中或疾病進展過程的變化，進而更好地理解和研究肝臟疾病。

　　論文作者表示，人類肝臟細胞圖譜為科學家在正常及患病肝臟中探索以前未知的細胞類型提供了強大的資源。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。作者還強調，這樣的細胞圖譜可能不僅對理解正常的肝臟生物學，而且對理解肝癌和其他形式的肝臟疾病尤為重要。

　　人類肝臟細胞圖譜的構建得益于先進的單細胞RNA測序技術。利用單細胞RNA測序技術，研究人員發現，同一細胞類型的個體細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胞、內皮細胞和Kupffer細胞的新亞型。盡管這些細胞雖然在形態學上沒有什么不同，但具有離散的基因表達譜。研究人員還發現了膽管細胞亞群的一些此前未知的特性。膽道貫穿整個肝臟，將膽汁輸送至膽囊。該研究的第一作者Nadim Aizarani表示：“我們的數據顯示，這種罕見亞群的細胞是一種前體細胞或祖細胞。它們不僅能夠形成細胞質，而且有可能發展成不同的細胞類型，這是干細胞的一個顯著特征。”研究人員認為，這種前體細胞群在肝臟再生中發揮著重要作用，也可能參與肝病或腫瘤的發展。

圖：研究流程圖

　　此外，細胞圖譜和單細胞RNA測序方法還在癌癥治療領域具有巨大的潛力。單細胞測序技術可以捕獲待檢樣品中每個健康或患病細胞的分子特征。與健康組織的參考數據進行比較，科學家可以鎖定腫瘤細胞的致病分子特性，并可能有助于在未來開發更好的治療方案。研究人員還將來自細胞圖譜的健康組織數據與來自肝細胞癌細胞的數據進行了比較，證明人類肝臟細胞圖譜將成為肝癌研究的重要參考數據庫。論文通訊作者DominicGrün表示：“我認為使用單細胞測序研究癌癥將有助于進一步提高診斷水平，最終幫助進一步治療癌癥。未來，我們不僅能夠發現腫瘤中不同細胞類型之間可能的相互作用。隨著疾病的進展，也可以持續觀察到這些相互作用。”

　　研究人員相信，人類肝臟細胞圖譜將為未來生物醫學奠定重要的基礎，將在分子水平上推進肝病的研究和認識，并在未來為肝病創造新的治療策略。