中國科學家繪製全球首張人類細胞圖譜_風聞

來源：科學網   中國科學報   作者：崔雪芹   時間：2020/3/26

原文網址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/3/437421.shtm

一張單細胞水平的人類細胞圖譜 圖片來源：浙江大學

近日，全球首個人類細胞圖譜在浙江大學繪製成功。3月26日，該校醫學院教授郭國驥團隊的這項研究成果在線發表於《自然》。

郭國驥（前排）與團隊成員

“這項工作概括地説就是人體細胞數字化。”郭國驥表示，他們用數字矩陣描述了每一個細胞的特徵，並對其進行系統性分類。此外，研究人員發現了一些特殊的表達模式，同時定義了30多種新細胞種類。

該論文建立了人類細胞圖譜的基本框架；發現成人非免疫細胞的廣泛免疫激活；提出體內幹細胞和祖細胞的分化過程是一個細胞基因表達從混亂到有序的過程；並認為基因組中的調節子預先決定了分化終端的穩定狀態。

談及譜圖對醫學的臨牀應用，郭國驥告訴《中國科學報》記者，“我們現在建立的是正常細胞的單細胞轉錄組的數據庫，可以用於再生醫學種子細胞的鑑定。未來如推廣到疾病細胞圖譜，便有可能運用到疾病的單細胞水平診斷上。細胞圖譜的數據對於理解疾病的發生有重要意義，但臨牀治療方面的應用尚需要更多的積累。”

研究團隊對60種人體組織樣品和7種細胞培養樣品進行了Microwell-seq高通量單細胞測序分析，系統性地繪製了跨越胚胎和成年兩個時期、涵蓋八大系統的人類細胞圖譜。

通過這張圖譜，該團隊發現，多種成人的上皮、內皮和基質細胞在組織中似乎扮演着免疫細胞的角色。

此外，通過跨時期、跨組織和跨物種的細胞圖譜分析，研究人員揭示了一個普適性的哺乳動物細胞命運決定機制：幹細胞和祖細胞的轉錄狀態混雜且隨機，而分化和成熟細胞的轉錄狀態卻分明且穩定，也就是説，細胞分化經歷了一個從混亂到有序的發展過程。

該研究首次從單細胞水平全面分析了胚胎和成年時期的人體細胞種類，研究數據將成為探索細胞命運決定機制的資源庫，該研究方法也將對人體正常與疾病細胞狀態的鑑定帶來影響。

郭國驥團隊運用自主研發的Microwell-seq高通量單細胞分析平台，建立了70多萬個單細胞的轉錄組數據庫，鑑定了人體100餘種細胞大類和800餘種細胞亞類。同時，團隊開發了scHCL單細胞比對系統用於人體細胞類型的識別，並搭建了人類細胞藍圖網站。

郭國驥説：“我們的工作在測序深度和細胞數目上都存在侷限性，但是在跨組織和跨物種的數據可比性上有較大優勢。完美版的人類細胞圖譜還應該整合空間信息、多組學數據和人羣分析，這需要全世界科學家的共同努力。”

郭國驥表示，該成果源於團隊及合作者近兩年來的努力。而在兩年前，該研究團隊在《細胞》上發表了世界首個小鼠細胞圖譜。

相關論文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2157-4