首次繪製人類發育中肝髒的細胞圖譜,破解人類胎兒肝髒造血秘密

作者:佚名 來源:生物穀 日期:19-10-17

        這種圖譜是一種綜合的高分辨率資源,可改進我們對正常發育的理解,並且有助於醫療機構治療可能在發育過程中形成的疾病,比如白血病和免疫疾病。

        在此之前,人們還不清楚人類血液和免疫係統如何產生,這一過程被稱為造血作用。成年後,正是骨髓產生我們的血液和免疫細胞。但是在早期胚胎生活中,卵黃囊和肝髒在製造血液和免疫細胞中起著重要作用。這些細胞隨後播種到外周組織,比如皮膚、腎髒,最終播種到骨髓。

        這些研究人員使用單細胞技術分析了14萬個肝細胞以及7.4萬個皮膚、腎髒和卵黃囊細胞。通過分離來自發育中肝髒的細胞,他們能夠通過它們正在表達的基因來鑒別它們,並觀察這些細胞是什麼樣子。通過利用重金屬標記物對發育中肝髒切片內的造血細胞進行標記,他們能夠將每個細胞對應到它所在的位置。

        論文共同通訊作者、英國紐卡斯爾大學資深研究員、威康基金會桑格研究所高級臨床研究員Muzlifah Haniffa教授說,“在此之前,這個領域的研究有點像蒙著眼睛研究大象的人,每個人僅描述它的很小一部分。這是人類第一次描述整體情況,如此詳細地描述血液和免疫係統如何產生。這是一項非凡的多學科研究工作,如今可以作為整個科學界的一種工具。”

        發育中的胎兒需要大量的氧氣來促進生長。這項研究發現,在胎兒發育過程中,“母體”造血幹細胞停留在肝髒中。但是,由於僅靠肝髒無法提供足夠的紅細胞,因此下一代的“子”細胞---造血祖細胞---會傳播到其他組織。它們在皮膚等地方成熟,在那裏產生紅細胞,從而有助於滿足對氧氣的高需求。

        論文共同通訊作者、威康基金會桑格研究所資深研究員說,“我們知道當成年人變老時,我們的免疫係統發生變化。這項研究展示了肝髒製造血液和免疫細胞的能力如何在很短的時間內發生變化,即便在受孕後的7至17周之間,也是如此。如果我們能夠理解是什麼讓肝髒中的幹細胞如何擅長製造紅細胞,這將對再生醫學產生重要的影響。”

        這些研究人員還描繪了已知與免疫缺陷有關的基因圖譜,以便觀察哪些細胞表達它們。基因突變可導致白血病等免疫係統疾病,而且人們有望通過了解健康的發育中肝髒如何發揮功能,就有可能理解免疫係統疾病如何產生,以及如何治療它們。

        論文共同通訊作者、威康基金會桑格研究所資深研究員、人類細胞圖譜組織委員會聯合主席Sarah Teichmann博士說,“首個針對人類發育中肝髒的綜合細胞圖譜是人類細胞圖譜計劃的又一個裏程碑。如今這些數據可供任何人免費使用,將成為更好地了解健康細胞發育和致病基因突變的重要資源。”

        威康基金會遺傳學與分子科學業務經理Katrina Gold博士說,“我們的免疫係統在協助保護我們免受疾病侵害方麵至關重要,但是我們對免疫細胞在早期胚胎中的產生和功能知之甚少。這項研究非常重要,它為未來的研究奠定了重要的基礎,這可能有助於我們更好地理解與早期免疫係統有關的疾病,比如兒童白血病。人類細胞圖譜有可能改變我們對健康和疾病的理解,我們很高興來看到我們的受到威康基金會資助的多學科科學家團隊首次取得的這些重要發現。”

關鍵字:肝髒,細胞圖譜

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