【原】Nature里程碑：人类肝脏细胞图谱问世，将成肝癌治疗重磅数据库！

医药魔方 2020-11-05

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肝脏是人类一个必不可少的多功能器官，既负责将食物中的糖、蛋白质和脂肪转化为对身体有用的物质(代谢功能)，也负责血液排毒（免疫功能）。

目前，肝脏疾病（如脂肪肝、肝癌或肝炎）已成为全球最大的健康问题之一，其发病率不断上升，是导致死亡的主要原因。

图片来源：Nature

7月10日，发表在Nature杂志上的一项研究中[1]，来自德国Max Planck免疫生物学与表观遗传学研究所等机构的科学家们发表了一份完整的人类肝脏细胞图谱。Nadim Aizarani等利用单细胞RNA测序技术，成功绘制了健康人类肝脏中细胞群的详细地图。这一里程碑成果将对改善肝癌等疾病的治疗具有重要意义。

单细胞测序技术被用于确定一个细胞中每个基因有多少信使RNA(mRNA)。测序前，被调查的器官组织需要被离解成单个细胞，然后对每个细胞进行单独测序。

“通过测量细胞在某一特定时间点存在哪些RNA分子，我们可以确定哪些基因是活跃的。这使我们能够了解细胞所执行的功能，以及在疾病发生时，细胞内的基因表达是如何调控的。”领导该研究的Dominic Grün解释道。

单细胞RNA测序揭示了成人肝脏中的细胞类型（图片来源：Nature）

基于对来自9名人类捐赠者的10,000个细胞的分析，细胞图谱揭示了所有重要的肝脏细胞类型，包括肝脏主要的代谢细胞——肝细胞、血管内皮细胞、肝内巨噬细胞及其它免疫细胞、胆管细胞和肝脏上皮祖细胞。

研究还发现了肝细胞、内皮细胞和巨噬细胞的新亚型，以及胆管细胞其中一个亚群一些此前未知的特性。

在成人肝脏中鉴定出了一种祖细胞群（图片来源：Nature）

胆管贯穿整个肝脏，将胆汁输送到胆囊。该研究显示，一个罕见的胆管细胞亚群本质上是前体细胞或祖细胞，他们不仅能够形成类器官（这是干细胞的一个显著特征），还具有发育成不同细胞类型的潜能。在培养基中培养时，这些祖细胞要么分化成肝细胞，要么分化成胆管细胞。研究者们相信，这种前体细胞群在肝脏再生中发挥着重要作用，也可能参与肝脏疾病或肿瘤的发展。

在这项研究中，科学家们还证实了“人类肝脏细胞图谱将成为肝癌研究的重要参考数据库。” 他们将来自细胞图谱中健康组织的数据与来自肝细胞癌（最常见的原发性肝癌）组织的数据进行了比较，并鉴定出了新的肿瘤细胞标志物以及肿瘤内不同细胞类型的基因活动模型。

对来源于患者的肝细胞癌进行单细胞测序揭示了癌症特异性基因特征以及被扰乱的细胞表型（图片来源：Nature）

目前，分析病变组织（如肿瘤组织）的方法只能提供整个组织样本中活跃基因浓度的平均值，这种情况下，罕见细胞类型或单个细胞在其中的“贡献”就消失了。而也许，正是这些少数细胞决定了一个组织的健康与否，癌变与否。因此，细胞图谱和单细胞RNA测序对帮助进一步提高癌症诊断及治疗水平具有巨大的潜力。

研究人员对分离自9名捐赠者肝脏组织的单细胞进行了单细胞RNA测序，绘制了一张人类肝脏细胞图谱，并鉴定出了先前未知的肝脏细胞亚型。此外，研究人员发现，肝脏中胆管细胞的一个罕见亚型具有发育成不同细胞类型（如肝细胞或胆管细胞）的潜能。（图片来源：MPI of Immunobiology and Epigenetics, Freiburg, Grün）

研究人员认为，单细胞测序可以捕捉待检测样本中每个健康或患病细胞的分子特征。通过与来自健康组织的参考数据进行比较，科学家可以靶向肿瘤细胞的致病分子特性，开发更有效的抗癌疗法。

总结来说，人类肝脏细胞图谱将帮助研究者或医生更确切地了解肝脏中的各种细胞在发育或疾病进展时究竟发生了怎样的变化，为生物医学的发展奠定了重要基础。这些发现将促进对肝脏疾病分子水平的理解，未来可能会研发出新型治疗策略。