Nature诞生全球首张人类发育中的肝细胞图谱

来源：中国生物技术网

| 原创编译，转载须注明来源！

北京时间10月10日，发表在《Nature》上的一篇新研究中，一个科学家团队第一次绘制出人类发育中的肝细胞图谱，为了解胎儿血液和免疫系统的发育过程提供了重要线索。该图谱描绘了怀孕早期和中期之间发育中肝细胞的变化，包括来自肝脏的干细胞如何如何“播种”其他组织，以支持生长所需的高氧需求。该研究由英国Wellcome Sanger研究所、Wellcome-MRC剑桥干细胞研究所、纽卡斯尔大学和剑桥大学共同完成。

这份全面的高分辨率图谱资源可以增强我们对正常发育的理解，并帮助临床医生更好地治疗疾病，如白血病和免疫疾病，这些疾病可能是在发育过程中形成的。

到目前为止，血液和免疫系统如何在人体内发育的（这一过程被称为造血）还是未知的。作为成年人，是骨髓造就了我们的血液和免疫细胞。但在早期的胚胎生活中，卵黄囊和肝脏在制造血液和免疫细胞方面起着重要作用。这些细胞随后分布到皮肤、肾脏和骨髓等外周组织中。

图片来源：Nature

科学家使用单细胞技术分析了14万个肝细胞和74000个皮肤、肾脏和卵黄囊细胞。通过从发育的肝脏中分离细胞，他们可以利用表达的基因识别它们，并观察细胞的外观。发育期肝脏的造血细胞被用重金属标记，以便研究人员可以定位每个细胞。

该研究通讯作者、Wellcome Sanger研究所高级临床研究员Muzlifah Haniffa教授说：“到目前为止，这一领域的研究有点像盲人摸象，每个人只描述了大象的一小部分。这是第一次有人描述整个画面，如此详细地描述了血液和免疫系统是如何发育的。这是一项非同寻常的多学科研究，现在可以作为整个科学界的工具。”

发育中的胎儿需要大量的氧气来促进生长。研究发现，在发育过程中，“母亲”造血干细胞留在肝脏中。但是，由于仅靠肝脏无法提供足够的红细胞，因此下一代的“子代”细胞（称为祖细胞）会转移到其他组织。它们在皮肤等位置成熟，并在那里它们发育成红细胞，以满足身体对氧气的高需求。

图片来源：Nature

该研究联合通讯作者、剑桥大学血液系的Elisa Laurenti博士说：“我们知道，随着年龄增长，我们的免疫系统会发生变化。这项研究显示，即使在怀孕7到17周后，肝脏制造血液和免疫细胞的能力也会在很短的时间内发生变化。如果我们能够理解是什么使肝脏中的干细胞如此擅长制造红细胞，这将对再生医学产生重要的影响。”

研究人员还绘制了已知与免疫缺陷有关的基因图谱，以确定哪些细胞表达了这些基因。基因突变会导致白血病等免疫疾病，人们希望通过了解健康发育中的肝脏功能来理解免疫疾病是如何发生的，甚至如何治疗此类疾病。

在Wellcome Sanger研究所和剑桥大学任职的人类细胞图谱组织委员会联合主席、该研究联合通讯作者Sarah Teichmann博士说：“第一张全面的发育中肝细胞图谱是人类细胞图谱计划的另一个里程碑。这些数据现在可以免费提供给任何人使用，它将成为研究人员更好地理解健康细胞发育和致病基因突变的重要资源。”

Wellcome研究所的遗传和分子科学投资经理Katrina Gold博士说：“免疫系统在帮助我们抵御疾病方面至关重要，但我们对免疫细胞在早期胚胎中的发育和行为知之甚少。这项研究非常重要，它为将来的研究奠定了重要基础，可以帮助我们更好地理解与早期免疫系统有关的疾病，如儿童白血病。人类细胞图谱有可能改变我们对健康和疾病的理解，我们很高兴看到这些由Wellcome资助的多学科科学家团队首次取得重要发现。”