《Nature》胎盘、肠道和肾脏的高清细胞“图谱”！

　　器官测绘研究显示了肾脏细胞是如何患病的，以及胎儿细胞是如何侵入和重塑子宫内膜血管的。

　　

人体器官中细胞的详细图谱显示了胎盘如何霸占母体的血液供应，肾脏细胞如何从健康状态转变为患病状态，以及肠道细胞如何将自己组织成不同的社区。

细胞图谱集发表在7月19日的《Nature》，这项成果将成为研究健康和疾病身体器官的一种强大且日益流行的助力。每一个都包含成千上万个关于单个细胞中基因活动和蛋白质产生的数据点，然后将这些数据点映射到它们在器官中的特定位置。研究人员希望这些图谱最终能提供一些线索，告诉我们如何诊断和治疗当这些细胞受伤或功能失调时可能出现的疾病。“这些细胞自我组织成社区、城镇、国家，”加州斯坦福大学的遗传学家Michael Snyder说，他也是这项肠道研究的作者之一。“这会影响它们的功能。”

近年来，使研究人员能够监测单个细胞中的基因活动的技术促进了许多细胞图谱的产生，包括大脑血管图谱和各种类型肿瘤图谱。随着时间的推移，这些技术变得越来越复杂，使研究人员能够整合有关细胞位置的信息，并更彻底地询问基因活动。

最新的论文通过评估每个细胞中几十种蛋白质的丰度进一步推进了这一研究。这项研究是人类生物分子图谱计划(HuBMAP)的一部分，该计划由美国国立卫生研究院资助，旨在开发绘制人体细胞图谱的工具。

在一项研究中，研究人员加入了一个转折。他们研究的不是单个器官中的组织，而是两个器官之间的界面:胎盘和子宫。研究小组使用了来自50万个细胞和588条子宫动脉的数据，以了解胎儿的细胞如何侵入和重塑子宫内膜的血管，从而使它们在怀孕后期变得更大，更好地输送营养。“它们侵入动脉，取代母体细胞，这是疯狂的，”斯坦福大学病理学家、该研究的作者之一Michael Angelo说。

这个过程中的错误与先兆子痫和其他可能危及胎儿和母亲健康的疾病有关。

Angelo的研究结果与今年早些时候发表的数据吻合得很好，这些数据记录了形成胎盘的细胞中的基因活动，英国剑桥威康桑格研究所的遗传学家Roser Vento-Tormo说。特别是，每个细胞中37种蛋白质表达的数据为研究人员提供了胎儿和母体细胞之间交流的高分辨率视图。“如果我们想研究疾病，我们需要深入了解健康状况下发生了什么。”

肠道

一项最新研究比较了健康和受损的肾细胞。“我们能够建立细胞如何从健康到受伤的途径，以及沿途的休息，”合著者，密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院的病理学家Sanjay Jain说。

一项研究评估了从肠道八个部位提取的细胞，发现了许多被斯奈德称为具有独特特征的细胞群。

Vento-Tormo说，这些研究的美妙之处不仅在于它们的直接发现，还在于它们是如何整合大量数据的。她说，研究人员还在努力提高细胞图谱项目组织供体的多样性，并开发从2D扩展到3D分析的方法。

参与HuBMAP的桑格研究所的遗传学家Sarah Teichmann说，未来的研究无疑将着眼于更多的组织、疾病状态和发育阶段。“人体内还有很多其他组织和器官，”她说。“未来有令人兴奋的机会。”