人类肝脏细胞图谱发现新细胞亚型 护肝更全面

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“肝若好,人生是彩色的;肝若不好,人生是黑白的。”耳熟能详的俗语道出肝脏的重要性。肝脏是人体最大和最多功能的器官之一,它能调控碳水化合物(糖类)、蛋白质和脂肪等新成代谢。同时,肝脏中的克布霍细胞(Kupffer cell)和星状细胞(Hepatic stellate cell)等免疫细胞透过吞噬、拦截等方法来消除意图入侵的各种外来病原,进而维持身体健康。此外,肝脏更是解毒器官,以细胞色素 P450 (Cytochrome P450, CYP450)等酵素系统进行代谢解毒。

然而,肝病是世界上最大的健康问题之一,死亡率也高居不下。根据卫生福利部死因统计,每年约 13000 人死于慢性肝病、肝硬化及肝癌。其中慢性肝病及肝硬化为全国主要死因的第 9 名,肝癌则为主要癌症死因的第 2 名。尽管肝脏对人类健康具有极大的重要性,但健康和患病组织中的个体肝细胞类型多样性以及相关分子和细胞过程尚未得到充分研究。

7 月 10 日,由来自德国马克斯普朗克免疫学和表观遗传学研究院 (Max Planck Institute for Immunobiology and Epigenetics)以及法国斯特拉斯堡大学(University of Strasbourg)的科学家所组成的研究团队透过单细胞 RNA 定序,成功建立健康人类肝脏细胞图谱(Human Liver Cell Atlas)。他们也发现肝细胞、内皮细胞和巨噬细胞的新亚型,尽管这些细胞的形态外观几乎没有差异,但它们具有不连续的基因表现图谱。利用这些数据,能以前所未有的分辨率捕获肝脏细胞类型和细胞状态的多样性,并了解它们在发育过程中或疾病进展过程中的变化。该研究相关结果刊登于《Nature》期刊。

该研究团队收集 9 个人类捐赠器官组织,再解离成约 10000 个单细胞,然后进行单细胞RNA 定序分析,以确定细胞中存在多少个基因的 mRNA分子。由细胞图谱显示所有重要的肝细胞类型,包括肝脏细胞、主要代谢细胞、血管内皮细胞(endothelial cells lining the blood vessels)、肝脏驻留巨噬细胞(liver resident macrophages)和其他免疫细胞类型、以及胆管细胞(bile duct cells)和肝脏上皮前驱细胞(liver epithelial progenitors)。

若更细部来看,他们发现新的胆管细胞亚群,而罕见亚群中的细胞是前体细胞(precursor)或前驱细胞,它们具有类似干细胞的特质,可能分化成不同的细胞类型,例如肝细胞或胆管细胞。因此,他们确信该前体细胞群在肝脏再生中扮演重要角色,并且还可能参与肝脏疾病或肿瘤的发展。

该研究团队建立的人类肝脏细胞图谱将成为肝癌研究的重要参考数据库。他们将来自细胞图谱的健康组织的数据与来自肝细胞癌(最常见的原发性肝癌)形式的细胞进行比较,分析肿瘤内不同细胞类型的新肿瘤细胞标记和扰乱基因活动模式的鉴定。因此,该图谱不仅推进肝病的研究和认识,也激发更多产、学、医界人员开发新的肝病治疗策略。

延伸阅读:血浆蛋白质遗传图谱首次公开 疾病研究更进一步

参考资料:
1. https://www.mpg.de/13701105/0710-immu-110988-a-human-liver-cell-atlas
2. https://www.liver.org.tw/journalView.php?cat=23&sid=356&page=3
3. https://www.hpa.gov.tw/Pages/Detail.aspx?nodeid=616&pid=1128
4. Nature, 2019; DOI: 10.1038/s41586-019-1373-2

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