6月8日在《自然醫(yī)學》雜志上公布了最大和最全面的人類肺部細胞圖譜。人類肺細胞圖譜揭示了肺部細胞類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。
通過結(jié)合近40項研究的數(shù)據(jù)，研究人員創(chuàng)建了第一個完整的肺單細胞圖譜，揭示了罕見的細胞類型，并突出了健康人之間的細胞差異。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。
這項研究是全球人類細胞圖譜(HCA)計劃的一部分，該計劃旨在繪制人體中每種細胞類型的圖譜，以改變我們對健康、感染和疾病的理解。
肺部研究從最近的單細胞研究中獲益良多，這些研究顯示了每個細胞中哪些基因是活躍的。盡管如此，到目前為止，這項研究受到每項研究的樣本和個體數(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)的問題，需要一個全面的圖譜，然而這很難實現(xiàn)。
現(xiàn)在，一個龐大的研究團隊利用先進的機器學習技術(shù)，成功地將來自近40項獨立研究的49個肺數(shù)據(jù)集合并成一個集成的地圖集。通過匯集和整合迄今為止發(fā)表的每個主要單細胞RNA測序肺研究的數(shù)據(jù)集，該團隊創(chuàng)建了第一個集成的人類肺細胞圖譜。該圖譜涵蓋了來自486個人的240多萬個細胞，并為肺部生物學提供了以前不可能的新見解。
該論文的資深作者、德國亥姆霍茲慕尼黑計算生物學研究所和肺部健康與免疫研究所的組長Malte Luecken博士說:“一個全面的器官圖譜需要許多數(shù)據(jù)集來捕捉細胞和個體之間的多樣性，但是結(jié)合不同的數(shù)據(jù)集是一個巨大的挑戰(zhàn)。我們開發(fā)了一個基準管道，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，并成功地將來自近40個先前肺部研究的知識和數(shù)據(jù)結(jié)合起來。”
該論文的資深作者、慕尼黑亥姆霍茲計算生物學研究所所長Fabian Theis教授說:“我們已經(jīng)創(chuàng)建了人類肺部的第一個參考圖譜，其中包括來自100多名健康人的數(shù)據(jù)，并揭示了個體細胞如何隨著年齡、性別和吸煙史而變化?，F(xiàn)在涉及的細胞和個體的絕對數(shù)量使我們能夠看到罕見的細胞類型，并識別以前未被描述的新細胞狀態(tài)。”
雖然人類肺細胞圖譜的核心是來自健康肺部的數(shù)據(jù)，但該團隊還從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胞狀態(tài)，包括發(fā)現(xiàn)巨噬細胞亞群(一種免疫細胞)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提供了指示。
該論文的資深作者、荷蘭格羅寧根大學醫(yī)學中心教授Martijn Nawijn教授說:“這是第一次在一項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，還使我們能夠識別和定義肺纖維化、COVID-19和肺癌患者之間的共享細胞狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)這些共同的疾病相關(guān)細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，為新的治療靶點和開發(fā)治療反應(yīng)生物標志物開辟了可能性。我們的研究結(jié)果還表明，對一種疾病有效的療法可能有助于緩解其他疾病。”
肺圖譜整合項目是一個國際合作項目，有來自60多個部門的近100個合作伙伴，包括來自慕尼黑亥姆霍茲大學、格羅寧根大學醫(yī)學中心和西北大學的主要研究人員。該團隊是人類細胞圖譜肺部生物網(wǎng)絡(luò)的一部分，該網(wǎng)絡(luò)源于陳-扎克伯格倡議人類細胞圖譜種子網(wǎng)絡(luò)和歐盟資助的肺部網(wǎng)絡(luò)DiscovAIR。在2020年COVID-19大流行開始時，單細胞肺社區(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、慕尼黑亥姆霍茲計算生物學研究所的博士生Lisa Sikkema說:“創(chuàng)建綜合肺細胞圖譜的一個大問題是細胞類型注釋。不同的研究小組對相同的細胞類型使用不同的名稱，或者對不同的細胞使用相同的名稱，所以作為一個團隊，我們使用圖譜中的數(shù)據(jù)來標準化它們。該圖譜是邁向人類肺部共識注釋的第一步，這將有助于將肺部研究領(lǐng)域聚集在一起。”
人類肺細胞圖譜是人類細胞圖譜倡議中第一個整合的主要器官，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獲得。“人類肺細胞圖譜是科學界和醫(yī)學界的巨大資源。研究人員可以公開獲取新的疾病數(shù)據(jù)，將其映射到HLCA上，從而將研究轉(zhuǎn)化為肺生物學和疾病。作為第一個主要器官的完整參考圖譜，HLCA也代表了實現(xiàn)完整人類細胞圖譜的里程碑，它將改變我們對生物學和疾病的理解，并為醫(yī)療保健的新時代奠定基礎(chǔ)。
文章標題
An integrated cell atlas of the lung in health and disease
(文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2023-6/20230609032550600.htm) | 
