欧盟启动“类器官单细胞图谱”项目

处理后的脑部类器官截面图。 Credit: IMBA_Lancaster

HCA|Organoid是新启动的欧盟研究项目，该项目结合了单细胞特征分析和类器官技术，用以验证类器官是人类生物学的可靠模型。该项目旨在开发一个开放存取的“类器官单细胞图谱”。它是欧盟地平线2020框架计划资助的六个试点行动之一，将帮助欧洲完成对“人体细胞图谱”工程的奠基（www.humancellatlas.org/euh2020）。

• 类器官是在体外生成的微型化和简化的3D器官。

• 类器官用于在实验室环境中研究疾病和治疗方法。

• HCA|Organoid将建立在线公开图谱, 汇总并分享单细胞类器官数据。

类器官可以作为人类生理学和病理学的模型，可实现在人类身上难以或无法进行的干预研究。同时这也减少了对动物实验的需求。类器官也可用于药物开发和个性化医疗，例如癌症治疗或遗传性疾病，如囊性纤维化。最后，类器官还有助于推动再生医学的发展，其最终目标是产生可移植到患者体内的功能性生物结构。

单细胞技术为理解生物学提供了一个全新的视角，具有推动治疗进展的深远潜力，并使欧洲处于个性化医学和再生生物学的前沿。为了简化研究并加速这一领域的科学进步，人类细胞图谱（HCA）项目倡议为建立人体所有细胞类型综合参考图谱这一目标提供了全球性的协调。

在HCA的全球背景下，新的欧洲研究项目HCA|Organoid已经着手建立“类器官单细胞图谱”。这一举措将在HCA内建立人体类器官的单细胞分析，从而推动生物医学研究。这一愿景在一份战略文件中进行了概述，该文件已作为预印本公开发表 (DOI: 10.5281/zenodo.4001718)。简而言之，研究人员将把单细胞数据作为 '罗塞塔石'，帮助从患者的组织样本中获得的结果和对体外生长的实验性更强的类器官（构成实验室中的 '患者化身'）之间进行转化。例如，研究人员可以在原发性患者样本中确定一种新的疾病相关细胞类型，在人体类器官中创建等效细胞，然后在体外研究潜在的治疗策略。

为实现这一愿景，HCA|Organoid项目最初将专注于建立单细胞转录组、表观基因组，以及人体类器官和来自健康捐赠者的匹配初级组织的时间序列成像。该项目将从100个个体中提取并全面描述人类大脑和结肠类器官的特征，以捕捉种群变异，为以疾病为中心的研究建立全面的参考。单细胞图谱将被整合到一个公开的类器官细胞图谱中，该门户将为用户提供与人类原始样本相关的类器官单细胞数据。这一科学资源将支持多项概念验证研究，例如关注脑器官中遗传性癫痫的疾病模型、结肠癌模型以及结肠器官中与疾病相关的遗传变异的表征。

HCA|Organoid项目汇集了8个合作机构的联合体，包括来自奥地利、德国、荷兰和瑞士的类器官、单细胞图谱、高级成像和生物信息学方面的专家。除了最初专注于大脑和结肠类器官的单细胞剖析外，该项目还将启动一个开放的、合作的研究人员和倡议网络，旨在对其他不同的人体类器官进行单细胞表征。