【突破】500,000+單細胞的RNA序列揭示所有主要人體器官的細胞類型圖

2020-11-24 健康界

在周三發表在《自然》雜誌上的一項新研究中，中國研究人員根據來自中國漢族捐贈者的500,000多個單細胞的RNA序列，描述了所有主要人體器官的細胞類型組成。這項研究為人類生物學提供了寶貴的資源。

研究人員使用單細胞mRNA測序揭示了迄今為止尚未很好表徵的許多組織的層次結構。他們建立了所謂的單細胞人類細胞景觀（HCL）分析管道，以幫助鑑定細胞，並對人類和小鼠的景觀進行了單細胞比較分析，以揭示保存的遺傳網絡。

研究人員發現幹細胞和祖細胞表現出很強的轉錄組隨機性，而分化的細胞則更加獨特。先前的研究中，這些研究人員報告了一種名為Microwell-seq的技術方法，該方法是一種經濟高效的單細胞mRNA測序技術，在雙峰率和細胞類型相容性方面具有優勢。測序滴定實驗和跨平臺比較表明，即使在較低的測序深度下，該方法也可以穩健地檢測稀有種群，因此他們計劃使用Microwell-seq進行這項研究，使用來自中國的樣本捐贈來創建主要人類細胞類型的基本概況漢族人口。

研究人員的分析包括胎兒和成人樣本，涵蓋了總共60種人體組織類型。他們還分析了七種細胞培養物，包括誘導多能幹細胞，擬胚體細胞，源自H9 / OP9共培養物的造血細胞和胰島β細胞。總共702,968個單細胞通過了其質量控制措施。完整的人類組織數據集分為102個主要簇，分為843種細胞類型。

通過批量和單細胞mRNA測序之間的相關性分析以及細胞數目的亞採樣分析，研究人員估計了HCL的高基因和細胞類型覆蓋率。這些數據涵蓋了迄今為止針對人類物種描述的最全面的細胞類型庫。

為了允許公眾訪問該資源，研究人員創建了一個HCL網站。

他們指出，一個亮點是主轉錄因子在離散模塊中起作用，以指定主要的人類細胞類型，例如神經元、紅系細胞和腺泡細胞。他們還發現了廣泛的人類組織中先前無法識別的細胞異質性，在胎兒腎臟中發現了新型的S形體細胞，並在成人腎臟中發現了新的細胞類型。

研究人員還旨在通過評估胎兒和成人階段組織之間細胞類型的相似性來研究人體器官的發育。在腎臟和肺部，他們發現上皮、間充質、內皮和免疫細胞的基因表達模式在兩個階段之間是相關的，並且組織器官免疫細胞和基質細胞在器官發生的早期出現。然後，他們對胎兒和成人的HCL數據進行了軌跡分析，並繪製了一個景觀圖，顯示了從胎兒祖細胞到成年成熟細胞類型的投影。

最後，研究人員使用HCL資料庫建立了名為scHCL的單細胞映射管道，用於對人類細胞類型進行分類。他們將他們的HCL與其他已發布的人類數據集整合在一起，並為單細胞研究中所有可用的人類細胞類型簇提供了轉錄組參考。

通過將大量RNA測序數據映射到HCL參考，研究人員可以穩健地定義培養的細胞群體或癌細胞類器官的細胞譜系。

參考：https://www.genomeweb.com/genetic-research/single-cell-rna-seq-study-leads-cell-type-map-all-major-human-organs#.Xnw5VE8zbIW

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