肝 臟是人類一個必不可少的多功能器官，既負責將食物中的糖、蛋白質(zhì)和脂肪轉(zhuǎn)化為對身體有用的物質(zhì)(代謝功能)，也負責血液排毒（免疫功能）。
目前，肝 臟疾病（如脂肪肝、肝癌或肝炎）已成為全球的健康問題之一，其發(fā)病率不斷上升，是導致死亡的主要原因。
7月10日，發(fā)表在Nature雜志上的一項研究中，來自德國Max Planck免疫生物學與表觀遺傳學研究所等機構(gòu)的科學家們發(fā)表了一份完整的人類肝 臟細胞圖譜。Nadim Aizarani等利用單細胞RNA測序技術(shù)，成功繪制了健康人類肝 臟中細胞群的詳細地圖。這一里程碑成果將對改善肝癌等疾病的治療具有重要意義。
單細胞測序技術(shù)被用于確定一個細胞中每個基因有多少信使RNA(mRNA)。測序前，被調(diào)查的器官組織需要被離解成單個細胞，然后對每個細胞進行單獨測序。
“通過測量細胞在某一特定時間點存在哪些RNA分子，我們可以確定哪些基因是活躍的。這使我們能夠了解細胞所執(zhí)行的功能，以及在疾病發(fā)生時，細胞內(nèi)的基因表達是如何調(diào)控的。”領導該研究的Dominic Grün解釋道。
基于對來自9名人類捐贈者的10,000個細胞的分析，細胞圖譜揭示了所有重要的肝 臟細胞類型，包括肝 臟主要的代謝細胞——肝細胞、血管內(nèi)皮細胞、肝內(nèi)巨噬細胞及其它免疫細胞、膽管細胞和肝 臟上皮祖細胞。
研究還發(fā)現(xiàn)了肝細胞、內(nèi)皮細胞和巨噬細胞的新亞型，以及膽管細胞其中一個亞群一些此前未知的特性。
膽管貫穿整個肝 臟，將膽汁輸送到膽囊。該研究顯示，一個罕見的膽管細胞亞群本質(zhì)上是前體細胞或祖細胞，他們不僅能夠形成類器官（這是干細胞的一個顯著特征），還具有發(fā)育成不同細胞類型的潛能。在培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，這些祖細胞要么分化成肝細胞，要么分化成膽管細胞。研究者們相信，這種前體細胞群在肝 臟再生中發(fā)揮著重要作用，也可能參與肝 臟疾病或腫瘤的發(fā)展。
在這項研究中，科學家們還證實了“人類肝 臟細胞圖譜將成為肝癌研究的重要參考數(shù)據(jù)庫。” 他們將來自細胞圖譜中健康組織的數(shù)據(jù)與來自肝細胞癌（最常見的原發(fā)性肝癌）組織的數(shù)據(jù)進行了比較，并鑒定出了新的腫瘤細胞標志物以及腫瘤內(nèi)不同細胞類型的基因活動模型。
目前，分析病變組織（如腫瘤組織）的方法只能提供整個組織樣本中活躍基因濃度的平均值，這種情況下，罕見細胞類型或單個細胞在其中的“貢獻”就消失了。而也許，正是這些少數(shù)細胞決定了一個組織的健康與否，癌變與否。因此，細胞圖譜和單細胞RNA測序?qū)椭M一步提高癌癥診斷及治療水平具有巨大的潛力。
研究人員認為，單細胞測序可以捕捉待檢測樣本中每個健康或患病細胞的分子特征。通過與來自健康組織的參考數(shù)據(jù)進行比較，科學家可以靶向腫瘤細胞的致病分子特性，開發(fā)更有效的抗癌療法。
總結(jié)來說，人類肝 臟細胞圖譜將幫助研究者或醫(yī)生更確切地了解肝 臟中的各種細胞在發(fā)育或疾病進展時究竟發(fā)生了怎樣的變化，為生物醫(yī)學的發(fā)展奠定了重要基礎。這些發(fā)現(xiàn)將促進對肝 臟疾病分子水平的理解，未來可能會研發(fā)出新型治療策略。
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