作為器官組織的核心單位，各種類型的細胞發揮其和諧的節奏，以維持人體的體內平衡。確定人體器官細胞及其調控網絡的特徵對於理解與健康和疾病相關的生物學機制至關重要。但是，缺少正常成年人的多個器官之間的系統且全面的單細胞轉錄譜。
2020年12月7日，中山大學郭志勇，何曉順及貝錦新共同通訊在Genome Biology 在線發表題為「Single-cell transcriptome profiling of an adult human cell atlas of 15 major organs」的研究論文，該研究執行來自一個成年供體的15個組織器官的84,363個細胞的單細胞轉錄組，並生成一個成年人類細胞圖集。
成年人類細胞圖譜描繪了252種亞型的細胞，包括主要的細胞類型，例如T，B，髓樣，上皮和基質細胞，以及新型COCH +成纖維細胞和FibSmo細胞，每種細胞均具有多種標記基因和轉錄功能資料。這些共同促進了主要人體器官的異質性。此外，T細胞和B細胞受體庫的比較和軌跡分析揭示了在不同組織之間具有不同發育狀態的T細胞和B細胞的直接克隆共享。此外，新的細胞標誌物，轉錄因子和配體-受體對在維持組織中人類細胞的體內平衡方面具有潛在的功能調控。
總之，該研究的成年人類細胞圖譜揭示了細胞特徵的器官間和器官內異質性，並為揭示人類疾病發展過程中細胞和器官異質性的關鍵事件提供了有用的資源。
人體由多個器官組成，其中多種類型的細胞是結構和功能的核心單元。就像交響樂團中不同的樂器一樣，細胞和器官也會演奏其和諧的節奏來維持人體的體內平衡。然而，穩態中的擾動導致各種病理狀況。因此，識別人體器官細胞及其調控網絡的特徵對於理解與健康和疾病相關的生物學機制至關重要。
使用單細胞RNA測序（scRNA-seq）進行轉錄譜分析的最新技術創新提供了一種有前途的策略，可以同時在成千上萬的單個細胞中全基因組水平地定量基因表達。這擴展了細胞異質性和網絡的知識，以及在單細胞解析度下對人體組織和器官發育的理解。先前的研究已經證明了許多人類和小鼠組織的細胞組成，包括大腦，腎臟，肺和皮膚。
該策略還可以識別新細胞類型。在人和小鼠的肺中發現了以囊性纖維化跨膜電導調節劑（CFTR）為標記的細胞，它們能夠調節與囊性纖維化的發病機理有關的腔內pH。非遺傳細胞異質性已在造血祖細胞和角質形成細胞中發現，它們分別在維持造血功能和分隔人表皮的關鍵分子活性中起重要作用。對於人類胚胎的發育，從早孕胎盤中約70,000個單細胞與匹配的母體血液和蛻膜細胞進行轉錄組分析，揭示了蛻膜和胎盤的細胞組織，以及蛻膜自然殺傷（NK）細胞的獨特免疫調節和趨化因子譜。此外，已經報導了小鼠胚胎和成年器官的單細胞轉錄譜，揭示了器官發生的態勢和器官中的細胞異質性。
最近一項關於使用來自不同供體的多個器官的主要人類細胞類型的研究揭示了胎兒到成人細胞類型轉變的遺傳調控和哺乳動物細胞的遺傳保守性。但是，來自正常成人的多個器官的系統的和全面的單細胞轉錄概況一直在等待中。先前在人類樣品上使用scRNA-seq進行的研究大多限於某些具有疾病狀況的特定器官，並且它們並未嘗試表徵同一個人中多個器官之間的異質性和聯繫。
在這裡，該研究旨在探索單細胞解析度水平下成年人類器官中細胞的轉錄異質性和相互作用。使用scRNA-seq，該研究分析了來自一位供體的15個器官的84,000多個細胞的轉錄組。對不同細胞類型進行了組織內和跨組織的全面比較，以揭示基因概況，活性轉錄因子和潛在的生物學功能以及潛在的細胞間連接的細胞間複雜性。由此產生的高解析度成人人類細胞圖譜（AHCA）提供了人體中各種細胞種群和聯繫的全局視圖，也是研究正常人類細胞的生物學以及影響不同器官的疾病發展的有用資源。
參考消息：
https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02210-0
來源：iNature