展示迄今为止最全面的各组织细胞图谱：人类细胞图谱联盟的新发现

国际人类细胞图谱（HCA）联盟的研究人员报告了一项壮举：他们绘制了33个器官中逾100万个具体细胞的详细图谱，它代表了迄今为止最全面的组织细胞图谱；HCA的目标是绘测人体内每种类型的细胞，但在此之前，它们大多聚焦于具体器官及组织中的细胞或小型组织中的细胞亚群。可在四项研究中公开得到的结果数据具有许多治疗意义，其中包括对常见和罕见疾病、疫苗开发、抗肿瘤免疫和再生医学的理解。

        在第一项研究中，Tabula Sapiens Consortium发布了一个涵盖特别宽泛的细胞图谱，后者提供了24个器官中400多种细胞类型的分子定义。他们称此参考为“ Tabula Sapiens”数据集。 为了制作该数据集，作者对近50万个活细胞使用了单细胞RNA测序（scRNA-seq）；这些细胞包括上皮细胞、内皮细胞、基质细胞和免疫细胞，它们采自各捐赠者的多种组织。对具体供体的数个组织进行分析的能力可以在控制基因背景，年龄，环境接触和表观遗传效应的基础上进行跨组织比较。作者用Tabula Sapiens数据集发现了一些人类细胞生物学的新线索，其中包括如何将同一基因剪接至不同的细胞类型中，以及如何在组织之间共享免疫细胞克隆。

        单细胞图谱有望为疾病基因在人体内的细胞类型特异性作用的绘测提供帮助。构建单细胞图谱需要对所有类型的细胞（包括那些难以用scRNA-seq捕捉到的细胞以及来自更多个体的细胞）进行分析，这意味着科学家需要在分析之前采集并冷冻多种组织。在本组研究的第二项研究中，Gökcent Eraslan等人通过优化单核RNA测序（snRNA seq）来克服使用冷冻细胞的挑战。他们将这项技术应用于来自16名捐赠者的8个健康人体器官的冷冻样本，并编制了一幅包含20多万个细胞核特征的跨组织图谱。Eraslan等人用机器学习将图谱中的细胞与数千种单基因病和复合基因病和特征进行关联，旨在发现可能与疾病有关的细胞类型和基因程序。

        从历史上看，科学家对人类免疫系统的理解主要局限于血液中循环细胞的作用，但组织内的免疫细胞对维持健康至关重要。为了更好地了解免疫细胞在组织中的功能，Cecilia Dominguez Conde和Chenqu Suo及他们的同事分别对成人和发育中的免疫细胞进行了描述。Dominquez-Conde等人用scRNA-seq对12名成年捐赠者体内的16个组织中的先天性和适应性免疫细胞进行了调查，从而得到了30多万个细胞的基因表达谱。他们开发了一种名为“CellTypist”的机器学习工具来辅助进行细胞类型标注。该方法使作者能够从100多万个细胞中识别近101种免疫细胞类型或状态，包括先前未受重视的细胞状态。在最后一项研究中，Suo等人用9个产前组织的scRNA-seq、抗原-受体测序和空间转录组学等方法制作了一幅显示妊娠各阶段免疫系统发育的单细胞和空间图谱。这些发现超越了那些仅关注免疫系统发育中的一个或几个器官的研究；它们揭示了在许多外周组织中（而不仅仅在初级造血器官中）出现的血液和免疫细胞的发育。

        Zedao Liu 和 Zemin Zhang在一篇相关的《视角》中进一步讨论了这4项研究及其发现。他们说：“总之，这些泛组织研究使我们更接近于构建一幅全面的人类单细胞图谱。