6月8日在《自然醫(yī)學(xué)》雜志上公布了最大和最全面的人類(lèi)肺部細(xì)胞圖譜。人類(lèi)肺細(xì)胞圖譜揭示了肺部細(xì)胞類(lèi)型的巨大多樣性以及健康和疾病之間的關(guān)鍵差異，將成為肺部研究人員的寶貴資源。
通過(guò)結(jié)合近40項(xiàng)研究的數(shù)據(jù)，研究人員創(chuàng)建了第一個(gè)完整的肺單細(xì)胞圖譜，揭示了罕見(jiàn)的細(xì)胞類(lèi)型，并突出了健康人之間的細(xì)胞差異。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)了肺纖維化、癌癥和COVID-19之間的共同細(xì)胞狀態(tài)，為了解肺部疾病提供了新的方法，有助于確定新的治療靶點(diǎn)。
這項(xiàng)研究是全球人類(lèi)細(xì)胞圖譜(HCA)計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃旨在繪制人體中每種細(xì)胞類(lèi)型的圖譜，以改變我們對(duì)健康、感染和疾病的理解。
肺部研究從最近的單細(xì)胞研究中獲益良多，這些研究顯示了每個(gè)細(xì)胞中哪些基因是活躍的。盡管如此，到目前為止，這項(xiàng)研究受到每項(xiàng)研究的樣本和個(gè)體數(shù)量的限制。為了更好地了解健康的肺部并確定疾病中出現(xiàn)的問(wèn)題，需要一個(gè)全面的圖譜，然而這很難實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在，一個(gè)龐大的研究團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，成功地將來(lái)自近40項(xiàng)獨(dú)立研究的49個(gè)肺數(shù)據(jù)集合并成一個(gè)集成的地圖集。通過(guò)匯集和整合迄今為止發(fā)表的每個(gè)主要單細(xì)胞RNA測(cè)序肺研究的數(shù)據(jù)集，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了第一個(gè)集成的人類(lèi)肺細(xì)胞圖譜。該圖譜涵蓋了來(lái)自486個(gè)人的240多萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，并為肺部生物學(xué)提供了以前不可能的新見(jiàn)解。
該論文的資深作者、德國(guó)亥姆霍茲慕尼黑計(jì)算生物學(xué)研究所和肺部健康與免疫研究所的組長(zhǎng)Malte Luecken博士說(shuō):“一個(gè)全面的器官圖譜需要許多數(shù)據(jù)集來(lái)捕捉細(xì)胞和個(gè)體之間的多樣性，但是結(jié)合不同的數(shù)據(jù)集是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)基準(zhǔn)管道，利用人工智能找到將所有數(shù)據(jù)集整合到Atlas中的最佳方法，并成功地將來(lái)自近40個(gè)先前肺部研究的知識(shí)和數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)。”
該論文的資深作者、慕尼黑亥姆霍茲計(jì)算生物學(xué)研究所所長(zhǎng)Fabian Theis教授說(shuō):“我們已經(jīng)創(chuàng)建了人類(lèi)肺部的第一個(gè)參考圖譜，其中包括來(lái)自100多名健康人的數(shù)據(jù)，并揭示了個(gè)體細(xì)胞如何隨著年齡、性別和吸煙史而變化?，F(xiàn)在涉及的細(xì)胞和個(gè)體的絕對(duì)數(shù)量使我們能夠看到罕見(jiàn)的細(xì)胞類(lèi)型，并識(shí)別以前未被描述的新細(xì)胞狀態(tài)。”
雖然人類(lèi)肺細(xì)胞圖譜的核心是來(lái)自健康肺部的數(shù)據(jù)，但該團(tuán)隊(duì)還從10多種不同的肺部疾病中獲取數(shù)據(jù)集，并將這些數(shù)據(jù)投射到健康數(shù)據(jù)中，了解疾病狀態(tài)。
研究小組發(fā)現(xiàn)，不同的肺部疾病具有共同的免疫細(xì)胞狀態(tài)，包括發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞亞群(一種免疫細(xì)胞)在肺纖維化、癌癥和COVID-19中具有相似的基因活性。共享狀態(tài)表明，這些細(xì)胞可能在這三種疾病的肺瘢痕形成中發(fā)揮相似的作用，并為潛在的治療靶點(diǎn)提供了指示。
該論文的資深作者、荷蘭格羅寧根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心教授Martijn Nawijn教授說(shuō):“這是第一次在一項(xiàng)研究中以綜合的方式比較健康和患病的肺部。我們的研究不僅支持了COVID-19中肺纖維化的存在，還使我們能夠識(shí)別和定義肺纖維化、COVID-19和肺癌患者之間的共享細(xì)胞狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)這些共同的疾病相關(guān)細(xì)胞是非常令人興奮的，它揭示了一種完全不同的看待肺部疾病的方式，為新的治療靶點(diǎn)和開(kāi)發(fā)治療反應(yīng)生物標(biāo)志物開(kāi)辟了可能性。我們的研究結(jié)果還表明，對(duì)一種疾病有效的療法可能有助于緩解其他疾病。”
肺圖譜整合項(xiàng)目是一個(gè)國(guó)際合作項(xiàng)目，有來(lái)自60多個(gè)部門(mén)的近100個(gè)合作伙伴，包括來(lái)自慕尼黑亥姆霍茲大學(xué)、格羅寧根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和西北大學(xué)的主要研究人員。該團(tuán)隊(duì)是人類(lèi)細(xì)胞圖譜肺部生物網(wǎng)絡(luò)的一部分，該網(wǎng)絡(luò)源于陳-扎克伯格倡議人類(lèi)細(xì)胞圖譜種子網(wǎng)絡(luò)和歐盟資助的肺部網(wǎng)絡(luò)DiscovAIR。在2020年COVID-19大流行開(kāi)始時(shí)，單細(xì)胞肺社區(qū)迅速聚集在一起，形成了HCA肺生物網(wǎng)絡(luò)，以幫助了解COVID-19，隨后導(dǎo)致全球努力整合所有數(shù)據(jù)。
該論文的第一作者、慕尼黑亥姆霍茲計(jì)算生物學(xué)研究所的博士生Lisa Sikkema說(shuō):“創(chuàng)建綜合肺細(xì)胞圖譜的一個(gè)大問(wèn)題是細(xì)胞類(lèi)型注釋。不同的研究小組對(duì)相同的細(xì)胞類(lèi)型使用不同的名稱(chēng)，或者對(duì)不同的細(xì)胞使用相同的名稱(chēng)，所以作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)，我們使用圖譜中的數(shù)據(jù)來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化它們。該圖譜是邁向人類(lèi)肺部共識(shí)注釋的第一步，這將有助于將肺部研究領(lǐng)域聚集在一起。”
人類(lèi)肺細(xì)胞圖譜是人類(lèi)細(xì)胞圖譜倡議中第一個(gè)整合的主要器官，作為研究健康和疾病中肺部的中心資源，全球研究人員都可以公開(kāi)獲得。“人類(lèi)肺細(xì)胞圖譜是科學(xué)界和醫(yī)學(xué)界的巨大資源。研究人員可以公開(kāi)獲取新的疾病數(shù)據(jù)，將其映射到HLCA上，從而將研究轉(zhuǎn)化為肺生物學(xué)和疾病。作為第一個(gè)主要器官的完整參考圖譜，HLCA也代表了實(shí)現(xiàn)完整人類(lèi)細(xì)胞圖譜的里程碑，它將改變我們對(duì)生物學(xué)和疾病的理解，并為醫(yī)療保健的新時(shí)代奠定基礎(chǔ)。
文章標(biāo)題
An integrated cell atlas of the lung in health and disease
(文章來(lái)源：www.ebiotrade.com/newsf/2023-6/20230609032550600.htm) | 
