中国科学家绘制全球首张人类细胞图谱

来源:浙江大学

最近，世界上第一张人体细胞图在浙江大学成功绘制。3月26日，该校医学院教授郭团队的研究成果在《自然》杂志上发表。

"这项工作基本上是人类细胞的数字化."郭说，他们用数字矩阵描述了每个细胞的特征，并对其进行了系统分类。此外，研究人员发现了一些特殊的表达模式，并定义了30多种新的细胞类型。

本文建立了人体细胞图谱的基本框架。成年非免疫细胞的广泛免疫激活被发现。提出体内干细胞和祖细胞的分化过程是细胞基因表达从无序到有序的过程。据信基因组中的调节因子预先决定了分化末端的稳定状态。

在谈到声谱图在医学上的临床应用时，郭告诉《中国科学》的记者，“我们现在正在建立的是一个正常细胞的单细胞转录组数据库，可以用来鉴定再生的医学种子细胞。将来，如果扩展到疾病细胞图谱，它可能应用于单个细胞水平的疾病诊断。细胞图谱数据对了解疾病的发生有重要意义，但临床治疗需要更多的积累

研究小组对60份人类组织样本和7份细胞培养样本进行了微孔板高通量单细胞测序分析，并系统绘制了人类细胞图谱，涵盖了胚胎和成年期的8个主要系统。

通过这张地图，研究小组发现各种成人上皮细胞、内皮细胞和基质细胞似乎在组织中发挥免疫细胞的作用。

此外，通过分析不同时期、组织和物种的细胞图谱，研究人员揭示了决定哺乳动物细胞命运的普遍机制:干细胞和祖细胞的转录状态是混合和随机的，而分化和成熟细胞的转录状态是独特和稳定的，即细胞分化经历了一个从混沌到有序的发展过程。

该研究首次从单细胞水平全面分析了胚胎和成人的人类细胞类型。研究数据将成为探索细胞命运决定机制的资源库。该研究方法还将对人体正常和患病细胞状态的识别产生影响。

郭的团队利用自主开发的Microwell-seq高通量单细胞分析平台，建立了70多万个单细胞的转录组数据库，并在人体内鉴定了100多个细胞类别和800多个细胞亚型。与此同时，该团队开发了scHCL单细胞比较系统来识别人类细胞类型，并建立了人类细胞蓝图网站。

郭说:“我们的工作在测序深度和细胞数量方面有局限性，但在组织和物种间的数据可比性方面有很大优势。完美的人类细胞图谱还应该整合空间信息、多组数据和人口分析，这需要全世界科学家的共同努力。”

郭表示，这一成绩来自于团队和合作伙伴在过去两年的努力。两年前，研究小组在细胞中发表了世界上第一张老鼠细胞图。

相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2157-4