人類肝臟細胞圖譜發現新細胞亞型 護肝更全面

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「肝若好,人生是彩色的;肝若不好,人生是黑白的。」耳熟能詳的俗語道出肝臟的重要性。肝臟是人體最大和最多功能的器官之一,它能調控碳水化合物(醣類)、蛋白質和脂肪等新成代謝。同時,肝臟中的克布霍細胞(Kupffer cell)和星狀細胞(Hepatic stellate cell)等免疫細胞透過吞噬、攔截等方法來消除意圖入侵的各種外來病原,進而維持身體健康。此外,肝臟更是解毒器官,以細胞色素 P450 (Cytochrome P450, CYP450)等酵素系統進行代謝解毒。

然而,肝病是世界上最大的健康問題之一,死亡率也高居不下。根據衛生福利部死因統計,每年約 13000 人死於慢性肝病、肝硬化及肝癌。其中慢性肝病及肝硬化為全國主要死因的第 9 名,肝癌則為主要癌症死因的第 2 名。儘管肝臟對人類健康具有極大的重要性,但健康和患病組織中的個體肝細胞類型多樣性以及相關分子和細胞過程尚未得到充分研究。

7 月 10 日,由來自德國馬克斯普朗克免疫學和表觀遺傳學研究院 (Max Planck Institute for Immunobiology and Epigenetics)以及法國斯特拉斯堡大學(University of Strasbourg)的科學家所組成的研究團隊透過單細胞 RNA 定序,成功建立健康人類肝臟細胞圖譜(Human Liver Cell Atlas)。他們也發現肝細胞、內皮細胞和巨噬細胞的新亞型,儘管這些細胞的形態外觀幾乎沒有差異,但它們具有不連續的基因表現圖譜。利用這些數據,能以前所未有的分辨率捕獲肝臟細胞類型和細胞狀態的多樣性,並了解它們在發育過程中或疾病進展過程中的變化。該研究相關結果刊登於《Nature》期刊。

該研究團隊收集 9 個人類捐贈器官組織,再解離成約 10000 個單細胞,然後進行單細胞RNA 定序分析,以確定細胞中存在多少個基因的 mRNA分子。由細胞圖譜顯示所有重要的肝細胞類型,包括肝臟細胞、主要代謝細胞、血管內皮細胞(endothelial cells lining the blood vessels)、肝臟駐留巨噬細胞(liver resident macrophages)和其他免疫細胞類型、以及膽管細胞(bile duct cells)和肝臟上皮前驅細胞(liver epithelial progenitors)。

若更細部來看,他們發現新的膽管細胞亞群,而罕見亞群中的細胞是前體細胞(precursor)或前驅細胞,它們具有類似幹細胞的特質,可能分化成不同的細胞類型,例如肝細胞或膽管細胞。因此,他們確信該前體細胞群在肝臟再生中扮演重要角色,並且還可能參與肝臟疾病或腫瘤的發展。

該研究團隊建立的人類肝臟細胞圖譜將成為肝癌研究的重要參考資料庫。他們將來自細胞圖譜的健康組織的數據與來自肝細胞癌(最常見的原發性肝癌)形式的細胞進行比較,分析腫瘤內不同細胞類型的新腫瘤細胞標記和擾亂基因活動模式的鑑定。因此,該圖譜不僅推進肝病的研究和認識,也激發更多產、學、醫界人員開發新的肝病治療策略。

延伸閱讀:血漿蛋白質遺傳圖譜首次公開 疾病研究更進一步

參考資料:
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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