4月14日上午,非人灵长类动物细胞图谱研究成果发布会在深圳国家基因库举行。


4月14日上午,非人灵长类动物细胞图谱研究成果发布会在深圳国家基因库举行。
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将为人类疾病机制和临床前研究开拓新视野

文/图 羊城晚报全媒体记者 李天军

北京时间2022年4月13日晚,由深圳华大生命科学研究院主导,多国科研团队共同参与的首个非人灵长类动物(猕猴)全身器官细胞图谱发表于国际学术期刊《自然》(Nature)。4月14日上午,非人灵长类动物细胞图谱研究成果发布会在深圳国家基因库举行。

据悉,这是全球首个非人灵长类动物的全身器官细胞图谱,将被用于物种进化、人类疾病以及药物评价和筛选相关的研究,为生物医学的发展提供基础性的资源和工具,为疾病诊疗、靶向药物开发提供助力,为人类更好地探究生命的进化提供可能。

科学家把目光投向猕猴

21世纪初,人类基因组草图的问世为生命科学研究谱写了一本生命“天书”,为生命的数字化提供了基础。然而,遗传信息是由细胞携带的,目前人类对自身细胞的认识还很有限,全面解码细胞的数字化特征将推动生命科学的研究,为生物医学的发展提供基础性的资源和工具。为此,研究人员将目光投向了和人的基因相似度高达93%的猕猴,绘制了一张猕猴的全身器官的细胞图谱。

“这个图谱就像一张‘地图’,有了它就相当于有了一个探索生命细胞分辨率的高精度仪器,可以‘看到’每个器官都有哪些细胞,还可以精细到每个细胞里具体的分子特征及与其他细胞的互作关系。”论文的第一作者、深圳华大生命科学研究院韩磊博士介绍说,“这为我们更好地认识生命的基本结构,探究疾病和细胞的关系打下了基础,也为疾病的精准治疗提供了新的方向。”

研究团队基于华大自主研发的单细胞建库和测序平台对成年猕猴的45个器官约114万个细胞进行了单细胞测序分析,将其分成了113种主要的细胞类型和463种细胞亚类,并搭建了非人灵长类动物百万单细胞交互式资源网站。

“非人灵长类动物相比其他模式动物,在人类疾病特别是认知和神经系统疾病研究中具有显著优势。” 论文的共同通讯作者之一、深圳华大生命科学研究院刘龙奇表示,“猕猴全细胞图谱将为人类疾病机制和临床前研究提供丰富的信息,开拓新的视野。”

器官损伤治疗或有突破

专家解释,我们身体各组织中存在许多共有细胞类型,它们因所处组织环境不同而具有不同分子特征。比如肝脏和肾脏有一部分细胞类型可能是相同的。利用非人灵长类细胞图谱,研究者能找到各组织的共有细胞类型及其“特有标签”(特异性标记基因),这对了解这些共有细胞在不同组织里发挥不同功能提供分子层面的证据。

同时,研究人员还发现多种存在于各组织中的具有分化潜能的细胞,这类细胞或可为各类器官损伤修复提供细胞来源,这也为哺乳动物组织再生研究提供新思路。

将能构建出“病毒字典”

研究人员介绍,基于该图谱,将能构建包含新冠、乙肝、狂犬病毒等126种病毒易感细胞类型的病毒数据库。这就像一本“病毒字典”,可以通过它快速查询病毒最有可能侵染的细胞类型,同时看到该细胞类型可能分布的器官。有了它,医生在检查新冠肺炎确诊患者肺部情况的时候,可能也会同步检查肾脏、肝脏和胆囊。因为“病毒字典”里提到,这几个器官同样分布有新冠病毒可能感染的细胞。

除了病毒导致的疾病,研究人员也可以输入特定遗传疾病的致病基因或遗传位点,来查询该疾病可能的致病细胞类型。

助力缩短药物研发时间

药物研发花费巨大,耗时很长,其中的第一步“药物初选”就要从成千上万种药物中筛选出几种相对有效的药物,且研究人员无法对每一种药物都进行动物试验。而通过细胞图谱,研究人员就可以针对靶向细胞检测药物反应,从而快速选出几种有效的药物,再进行动物试验。这将大大缩短大规模药物筛选的时间,有助于靶向药研发和精准治疗。

“大规模细胞图谱的绘制工作,对我们理解器官结构组成、胚胎发育和衰老、人类疾病及生命演化等,也都具有重要的意义。”论文的共同通讯作者之一、深圳华大生命科学研究院院长徐讯说。

编辑: 宝厷

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