科学家在绘制人体37万亿个细胞图谱方面迈出了巨大的一步

科学家们发表了三十多篇论文，作为人类细胞图谱的一部分，这是一项逐个绘制人体细胞图谱的努力。

人体含有大约36万亿个到37万亿个细胞，研究人员正在绘制出这些细胞的位置。

人类细胞图谱（HCA）是一个国际研究联盟，科学家们已经绘制了来自世界各地1万多人的1亿个细胞的图谱。研究人员在100多个国家开展工作，旨在确定来自不同人口统计和遗传背景的人的细胞的异同。

到2026年，该团队计划公布整个人体的图谱，详细说明每个细胞在生命不同阶段的位置、身份和功能。图谱集只是初稿；科学家们预计，以后的迭代可能包括数十亿人类细胞的数据。

现在，HCA的科学家们刚刚发表了40多篇论文，这些论文将有助于构建具有开创性的图谱集初稿。周三（11月20日）发表在几本《自然》杂志上的研究成果，绘制了许多器官和器官系统（包括肺、大脑和皮肤）中的细胞图表，并描述了处理所有这些数据所需的先进计算工具。

HCA的创始联合主席阿维夫·雷格夫（Aviv Regev）将这一进步比作传统制图学的飞跃。想象一下，从只有15世纪的世界地图到拥有谷歌地图，包括详细的地形，街景和动态交通模式。

雷格夫在周二（11月19日）的新闻发布会上说：“这就是我们所做的飞跃 —— 从看起来粗糙的地图到谷歌地图的分辨率。”“但我们仍有工作要做。”

这项新的研究包括一张详细的消化道图，从食道到结肠。研究人员基于从近190人身上采集的110万个细胞绘制了健康的消化道图。他们还收集了患有不同胃肠道疾病的人的数据，包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。通过这项工作，他们发现了一种可能通过召唤免疫细胞而导致这些疾病炎症的细胞。

“肠道炎症会导致细胞发生化生，从一种细胞类型转变为另一种细胞类型，”纽约大学朗格尼健康中心应用生物信息学实验室的科学主任柳井泰在一篇评论文章中写道。柳井泰说，通过健康和患病肠道的数据，研究人员能够确定哪些干细胞产生了“化生”细胞。研究表明，在转化之后，化生细胞引发了更多的炎症。

在其他论文中，研究人员为早期人类发育打开了一扇窗，揭示了胎盘是如何发育的，骨架是如何在怀孕的前三个月开始形成的。后一项研究揭示了细胞在准备形成头骨时进入的从未见过的状态。研究人员还研究了可能与颅缝闭塞有关的基因，颅缝闭塞是一种先天性缺陷，颅骨的软点过早融合。

其他论文关注的是“类器官”，即在实验室中培育的人体器官的微型版本。其中一个研究的是模拟大脑发育的类脑器官。不同的实验室使用不同的策略来培养类器官，但这就提出了一个问题：哪种方法能产生最好的模型 —— 哪种大脑类器官能最好地模仿真实的大脑？科学家们将人类大脑的图谱与类器官的图谱进行了比较，发现至少在妊娠中期，类器官与胎儿的大脑相当接近。关于妊娠晚期，仍有悬而未决的问题。

另一个实验室对皮肤类器官进行了类似的研究，看看它们与真正的皮肤有多相似。

HCA组织委员会成员穆兹利法·哈尼法（Muzlifah Haniffa）在新闻发布会上说，该图谱集帮助研究人员提出了类器官的“更好配方”。

但是“信息是双向流动的，”HCA的联合主席莎拉·特希曼（Sarah Teichmann）补充说，因为类器官也揭示了身体内部发生的微妙细节。她说，科学家可以“戳细胞，扰乱细胞”，这在人类实验对象身上是不可能的。因此，制造真实的类器官可以帮助揭示疾病是如何产生的，以及哪些药物可以有效地治疗它们。

加在一起，三十多篇HCA论文代表了向前迈出的重要一步。与此同时，该联盟先前发表的数据已经推动了新的发现：2020年发表的工作帮助揭示了意想不到的易受COVID-19感染的组织，人类肺部的地图揭示了一种新型细胞 —— 离子细胞 —— 可能在囊性纤维化中起关键作用。

柳井泰写道：“总的来说，这些图谱集有可能构成一种资源，其他人可能会受到启发来探索并与其他生物背景（例如不同物种和罕见疾病）进行比较。”“然后，研究人员可能会发现人体尚未想象的方面。"

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！