肝臟是人類一個(gè)必不可少的多功能器官，既負(fù)責(zé)將食物中的糖、蛋白質(zhì)和脂肪轉(zhuǎn)化為對身體有用的物質(zhì)(代謝功能)，也負(fù)責(zé)血液排毒（免疫功能）。

目前，肝臟疾病（如脂肪肝、肝癌或肝炎）已成為全球最大的健康問題之一，其發(fā)病率不斷上升，是導(dǎo)致死亡的主要原因。

圖片來源：Nature

7月10日，發(fā)表在Nature雜志上的一項(xiàng)研究中[1]，來自德國Max Planck免疫生物學(xué)與表觀遺傳學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們發(fā)表了一份完整的人類肝臟細(xì)胞圖譜。Nadim Aizarani等利用單細(xì)胞RNA測序技術(shù)，成功繪制了健康人類肝臟中細(xì)胞群的詳細(xì)地圖。這一里程碑成果將對改善肝癌等疾病的治療具有重要意義。

單細(xì)胞測序技術(shù)被用于確定一個(gè)細(xì)胞中每個(gè)基因有多少信使RNA(mRNA)。測序前，被調(diào)查的器官組織需要被離解成單個(gè)細(xì)胞，然后對每個(gè)細(xì)胞進(jìn)行單獨(dú)測序。

“通過測量細(xì)胞在某一特定時(shí)間點(diǎn)存在哪些RNA分子，我們可以確定哪些基因是活躍的。這使我們能夠了解細(xì)胞所執(zhí)行的功能，以及在疾病發(fā)生時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)是如何調(diào)控的?！鳖I(lǐng)導(dǎo)該研究的Dominic Grün解釋道。

單細(xì)胞RNA測序揭示了成人肝臟中的細(xì)胞類型（圖片來源：Nature）

基于對來自9名人類捐贈者的10,000個(gè)細(xì)胞的分析，細(xì)胞圖譜揭示了所有重要的肝臟細(xì)胞類型，包括肝臟主要的代謝細(xì)胞——肝細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、肝內(nèi)巨噬細(xì)胞及其它免疫細(xì)胞、膽管細(xì)胞和肝臟上皮祖細(xì)胞。

研究還發(fā)現(xiàn)了肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的新亞型，以及膽管細(xì)胞其中一個(gè)亞群一些此前未知的特性。

在成人肝臟中鑒定出了一種祖細(xì)胞群（圖片來源：Nature）

膽管貫穿整個(gè)肝臟，將膽汁輸送到膽囊。該研究顯示，一個(gè)罕見的膽管細(xì)胞亞群本質(zhì)上是前體細(xì)胞或祖細(xì)胞，他們不僅能夠形成類器官（這是干細(xì)胞的一個(gè)顯著特征），還具有發(fā)育成不同細(xì)胞類型的潛能。在培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，這些祖細(xì)胞要么分化成肝細(xì)胞，要么分化成膽管細(xì)胞。研究者們相信，這種前體細(xì)胞群在肝臟再生中發(fā)揮著重要作用，也可能參與肝臟疾病或腫瘤的發(fā)展。

在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們還證實(shí)了“人類肝臟細(xì)胞圖譜將成為肝癌研究的重要參考數(shù)據(jù)庫。” 他們將來自細(xì)胞圖譜中健康組織的數(shù)據(jù)與來自肝細(xì)胞癌（最常見的原發(fā)性肝癌）組織的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，并鑒定出了新的腫瘤細(xì)胞標(biāo)志物以及腫瘤內(nèi)不同細(xì)胞類型的基因活動模型。

對來源于患者的肝細(xì)胞癌進(jìn)行單細(xì)胞測序揭示了癌癥特異性基因特征以及被擾亂的細(xì)胞表型（圖片來源：Nature）

目前，分析病變組織（如腫瘤組織）的方法只能提供整個(gè)組織樣本中活躍基因濃度的平均值，這種情況下，罕見細(xì)胞類型或單個(gè)細(xì)胞在其中的“貢獻(xiàn)”就消失了。而也許，正是這些少數(shù)細(xì)胞決定了一個(gè)組織的健康與否，癌變與否。因此，細(xì)胞圖譜和單細(xì)胞RNA測序?qū)椭M(jìn)一步提高癌癥診斷及治療水平具有巨大的潛力。

研究人員對分離自9名捐贈者肝臟組織的單細(xì)胞進(jìn)行了單細(xì)胞RNA測序，繪制了一張人類肝臟細(xì)胞圖譜，并鑒定出了先前未知的肝臟細(xì)胞亞型。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，肝臟中膽管細(xì)胞的一個(gè)罕見亞型具有發(fā)育成不同細(xì)胞類型（如肝細(xì)胞或膽管細(xì)胞）的潛能。（圖片來源：MPI of Immunobiology and Epigenetics, Freiburg, Grün）

研究人員認(rèn)為，單細(xì)胞測序可以捕捉待檢測樣本中每個(gè)健康或患病細(xì)胞的分子特征。通過與來自健康組織的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，科學(xué)家可以靶向腫瘤細(xì)胞的致病分子特性，開發(fā)更有效的抗癌療法。

總結(jié)來說，人類肝臟細(xì)胞圖譜將幫助研究者或醫(yī)生更確切地了解肝臟中的各種細(xì)胞在發(fā)育或疾病進(jìn)展時(shí)究竟發(fā)生了怎樣的變化，為生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。這些發(fā)現(xiàn)將促進(jìn)對肝臟疾病分子水平的理解，未來可能會研發(fā)出新型治療策略。

小結(jié)