《自然》：浙大郭国骥团队发布迄今最全面的完整人体细胞图谱

由浙江大学医学院“80后”科学家郭国骥教授领衔的一支科研团队，26日在顶尖学术期刊《自然》在线发表了一项最新研究。郭教授与合作者基于自主开发的Microwell-seq高通量单细胞测序平台，完成了一份综合的人体细胞图谱，为我们描述了中国汉族人的60种主要器官由哪些细胞类型构成。

据《自然》发布的新闻介绍，这项研究是迄今为止对人体细胞类型的最全面描述，为人类生物学提供了一份宝贵资源。

一个普通的成年人，总共由大约37万亿个细胞组成。尽管携带着同样的基因蓝图，不同的体细胞通过独特的基因表达特点，形成了多种类型，在不同阶段发育，有着极为多样的功能，此外还有各不相同的病变可能。

近年测序技术的飞速发展，让科学家们可以从单个细胞的水平，详细了解细胞内有哪些基因在活跃地表达。从2017年起，来自世界各国的科学家汇集生物学、医学、计算机、工程学等多学科力量，开始了一项雄心勃勃的计划：构建“人类细胞图谱”（Human Cell Atlas）。

这本“百科全书”中，已经出现了一些“章节”，比如人类肝、肾、胸腺等单个器官组织的细胞图谱，也有了一些可作为参考的模式动物的细胞图谱。郭国骥教授领衔的研究团队在2018年，通过分析成年小鼠和小鼠胚胎组织，率先创建出了哺乳动物细胞图谱。

现在，这支研究团队又开辟了新的一章：完整的人体单细胞基因表达及细胞类型图谱。

研究人员对来自中国汉族捐献者的60种人体组织进行了单细胞转录组分析，其中包括成人的组织和胎儿的组织，细胞总计超过50万个。

“在综合分析过程中，我们注意到了一些细胞群体具有有趣的表达特征，特别是在一些过去人们描述不多的组织。”研究作者介绍。例如，在成人膀胱中，他们注意到内皮细胞的类群表达MHC2类分子，这种抗原呈递特征表明这些内皮细胞也具有潜在的免疫功能。顺着这一线索，研究人员还整合了不同器官的内皮细胞数据，进行跨组织分析。在这项研究中，他们鉴定出了分类上介于经典免疫细胞和非免疫细胞的多种内皮、上皮和基质细胞。

▲成人的各种组织器官中，非免疫细胞有广泛的免疫激活（图片来源：浙江大学医学院官网）

此外，研究作者还把得到的人体数据和小鼠器官的类似数据进行比较，揭示哺乳动物中具有演化保守性的主要细胞基因表达模式。他们发现，人和小鼠之间有95%的细胞类型具有很强的相关性。研究作者提出，“哺乳动物中，干细胞和祖细胞的转录状态‘混杂’而‘随机’，分化的细胞则在转录状态上‘分明’且‘稳定’。”

研究作者表示，每种组织的细胞样本体量不大是这项工作的局限性，然而，“在跨组织和跨物种的数据可比性上有较大优势”，郭国骥教授说，“完美版的人类细胞图谱还应该整合空间信息、多组学数据和人群分析。这需要全世界科学家的共同努力。”我们祝贺这支研究团队取得的成果。

参考资料：

[1] Xiaoping Han et al., (2020) Construction of a human cell landscape at single-cell level. Nature DOI: 10.1038/s41586-020-2157-4