中国科学家系统揭示人类消化道“发育细胞图谱”

新华社北京5月27日电(记者魏)人类消化道有多少种细胞？他们长什么样？经过多年的共同研究，中国科学家最近首次全面系统地阐明了人类胚胎发育过程中食管、胃、小肠和大肠的基因表达模式和信号调节机制，为消化道生物学研究领域提供了发育细胞模式的全面详细的数据。

北京未来基因诊断高级创新中心(ICG)、北京大学生物动力光学成像中心和北京大学第三医院的几个研究小组的研究成果最近在国际知名学术期刊《自然细胞生物学》上发表。

消化道是人体消化系统最重要的部分，主要由食道、胃、小肠和大肠组成。揭示人类胚胎发育过程中这四个器官的基因表达调控网络和“细胞类型图”是发育生物学领域的主要问题之一。

“这项研究在世界上首次全面系统地揭示了在单细胞分辨和全转录组条件下这四种器官不同细胞类型之间的精确发育路径和基因表达特征。”北京未来基因诊断高级创新中心副主任唐教授多年来一直致力于人类早期胚胎单细胞功能基因组学和生殖系统发育的研究。

研究人员首先从6至25周的人类胚胎和成人大肠中的食管、胃、小肠和大肠的4个器官中分离并获得总共5277个单细胞。然后，他们对单细胞转录组进行了高精度测序，获得了高达5T的基因表达谱数据。

在深入挖掘大量数据的基础上，研究团队在基因表达调控层面全面系统地分析了这四个器官的发育过程，并获得了许多重要发现。例如，已经从这4个器官中鉴定出40种不同的重要细胞类型，包括处于人类胚胎发育阶段的30种细胞类型。首次系统研究了大肠从胎儿到成人的发育过程，准确鉴定了成人大肠中的10种主要细胞类型。

“这项研究相当于为研究人员提供了消化道正常细胞的准确图谱，为鉴定多能干细胞体外分化产生的消化道细胞的基因表达特征提供了重要标准。”唐宓说。

科学家的研究和发现也为消化道器官相关的4种癌症的研究，特别是大肠癌癌变机制的研究提供了基因表达水平上的重要参考。

"为了治疗肠癌，必须明确识别癌细胞，这需要与正常细胞进行比较。"唐宓说。