细胞|里程碑！迄今最全跨组织细胞图谱绘成细胞类型|研究人员|免疫细胞

人类细胞图谱（HCA）计划的目标是绘制出人体中的每种细胞类型，从而改变我们对生物学、感染和疾病的认识。美国《科学》杂志13日连发四篇论文，描述了国际HCA联盟研究人员已创建出人体33个器官和系统中超过一百万个细胞的高度详细的图谱。该图谱的完成为人类健康和疾病（包括免疫系统）提供了新的生物学见解，被认为是单细胞生物学领域取得的一个里程碑式的进步。
这些互补的多组织细胞图谱将有助于形成单一的人类细胞图谱，并具有许多治疗意义，或将帮助科学家重新认识常见和罕见疾病、疫苗开发、抗肿瘤免疫学和再生医学。这些图谱已开放获取，允许研究人员详细比较人体全身的特定细胞，揭示新的细胞功能。
深入研究跨组织的免疫系统
【细胞|里程碑！迄今最全跨组织细胞图谱绘成】在《科学》合集的第一篇论文中，英国剑桥大学威康·桑格研究所研究人员及其合作者对来自12个成年器官捐赠者的16个组织中的330000个免疫细胞的RNA逐一进行了测序，以了解免疫细胞在不同组织中的功能。
在创建人体内免疫细胞的精选目录后，研究团队开发了一种机器学习工具CellTypist来自动识别细胞类型。使用该工具，他们确定了大约一百种不同类型的免疫细胞，包括特定的巨噬细胞、T细胞和B细胞，以及它们在不同组织中的分布。
HCA联盟委员会联合主席、威康桑格研究所细胞遗传学负责人萨拉·铁奇曼博士说：“通过HCA对细胞的详细了解，将有助于解释人类健康和疾病的方方面面。通过比较来自同一供体的多个组织中的特定免疫细胞，我们确定了身体不同区域中不同类型的记忆T细胞，这可能对控制感染产生重大影响。 ”
在《科学》合集的第二项研究中，桑格研究所研究人员和合作者创建了一个跨越9个器官的人类免疫系统发育图谱，揭示了参与血液和免疫细胞形成的组织，这将增强人们对免疫疾病的理解。它还揭示了随着人体生长而丢失的细胞类型，为体外细胞工程和再生医学研究提供了信息。
研究人员使用空间转录组学和单细胞RNA测序来绘制特定细胞在发育组织中的确切位置。研究人员识别出一种新型的B细胞，以及出现在生命早期阶段的独特T细胞。该团队使用来自其他人类细胞图谱研究的数据，证明了这些特定的免疫细胞并不会在成人体内发现。
冷冻组织的图谱揭示罕见和常见疾病基因
单细胞图谱的目标之一是绘制特定细胞类型，其中包括在整个人体中发挥作用的疾病基因，如导致肌肉萎缩症等罕见疾病或导致心脏病等常见疾病风险的基因。它需要对所有细胞类型进行分析，包括难以捕获的骨骼肌细胞、脂肪细胞和神经元。来自大量个体的细胞也很重要，需要科学家在分析前收集和冷冻组织。
在《科学》合集的第三项研究中，美国哈佛博德研究所研究人员及其合作者揭示了他们如何优化单核RNA测序以克服使用冷冻细胞带来的挑战，他们创建了一个跨组织图谱来分析来自多个冷冻储存组织的200000个细胞，重点关注罕见和常见疾病基因。然后，该团队使用新的机器学习算法，系统地将图谱中的细胞与6000种单基因疾病和2000种复杂的遗传疾病和性状相关联，以识别可能与疾病有关的细胞类型和基因程序，从而揭示了研究健康和疾病的多个新起点。
HCA联盟联合主席艾伟福·雷杰夫博士说：“我们的单核人类细胞图谱研究展示了一种强大的规模方法，可通过深度学习计算的进步来分析全身冷冻组织样本中的细胞，并为在单细胞水平上研究来自整个患者群组的组织开辟了道路。通过直接将细胞与人类疾病生物学和跨组织疾病风险基因联系起来，我们能够为理解多种疾病创建新的路线图。 ”