Genome Biology丨世界首個單細胞轉錄組圖譜

2021-01-11 網易

2020-12-13 21:48:48 來源: BioArt

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  細胞是組織器官的基本結構和功能單元,各種不同類型的細胞扮演著不同的角色,維持機體平衡。明確正常人體組織器官中細胞的基因表達譜特性及其調控網絡,對於理解與健康和疾病相關的生物學機制至關重要。既往有關人體樣本單細胞測序的研究大多局限於某些特定疾病或器官,目前為止,跨越正常單一成年個體多個器官、全面系統的單細胞轉錄組研究仍未見報導。

  2020年12月7日,中山大學第一附屬醫院何曉順郭志勇教授和中山大學腫瘤防治中心貝錦新教授合作在Genome Biology雜誌上發表文章Single-cell transcriptome profiling of an adult human cell atlas of 15 major organs,成功繪製世界首個單一成年人15個主要器官組織的單細胞轉錄組圖譜。中山大學腫瘤防治中心何帥劉洋(博士生)、中山大學第一附屬醫院汪琳和(博士生)為該文章第一作者。


  該研究通過對單個成年男性供體的15個主要組織器官,包括肝臟、結腸、小腸、食管、膽總管、胃、肌肉、心臟、脾臟、外周血、骨髓、淋巴結、氣管、膀胱和皮膚組織84,363個細胞進行單細胞轉錄組測序,構建了首個單一成人個體單細胞轉錄組圖譜,鑑定了包括新的COCH+及MMP2+ACTA2+細胞亞群在內的252種細胞亞型(圖一)。同時,結合T細胞受體(TCR)及B細胞受體(BCR)測序,該研究系統地揭示了單一成人個體多組織器官的不同類型T細胞及B細胞的TCR、BCR庫的結構及其聯繫(圖一)。通過轉錄因子活性分析揭示了其在調控細胞異質性中發揮潛在作用。此外,通過衡量不同細胞類型間的受體配體表達水平,系統地揭示了人體組織細胞間存在廣泛相互作用,發現髓系細胞、CD8+ T細胞以及上皮細胞處於相互作用網絡的核心節點(圖二)。


  圖一. 研究實驗設計、細胞分類及TCR跨組織聯繫

  該研究首次全面系統地揭示了健康人全身主要組織器官內的細胞類型組成、基因表達譜和免疫細胞圖譜,詳細闡述了主要細胞類型基因表達譜在多組織間的相似性及差異性。此外,該研究團隊還建立了成人細胞圖譜(AHCA)數據共享平臺http://research.gzsums.net:8888。總之,該研究可作為健康人的細胞組成和基因表達譜基準,為探索細胞和器官異質性、COVID-19、腫瘤等疾病的相關分子機制提供了寶貴的資源。


  圖二. 跨組織的細胞間相互作用網絡

  https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02210-0

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