Cell以前所未有的细节描述144种细胞类型及其相互作用：人类胎儿肺细胞图

研究人员已经创建了发育中的人类肺的空间细胞图谱，以无与伦比的细节描述了144种细胞类型及其相互作用。

　　

发育中的人类肺已被空前详细地绘制出来，确定了生命早期阶段的144个细胞状态，并揭示了发育中的细胞与肺癌之间的新联系。

在这项最新的研究中，作为绘制人体每一种细胞类型的人类细胞图谱计划的一部分，来自威康桑格研究所、EMBL的欧洲生物信息学研究所(EMBL- ebi)、剑桥大学戈登研究所及其合作者的研究人员研究了哪些基因在肺发育的不同阶段被激活，一次激活一个细胞。他们将其与空间技术相结合，精确定位细胞的确切位置，创建了发育肺细胞图谱，展示了呼吸系统是如何形成的。

该图谱今天(2022年12月8日)发表在《细胞》杂志上，提供了一种独特的免费资源，不仅描述了肺形成过程中产生的单个细胞，还描述了这些过程是如何由基因控制的。

这一高度详细的地图集可作为健康肺部发育的指南，并可作为调查肺部疾病起源的基线。它还可以用来创建新的模型来研究肺部疾病和测试潜在的治疗方法。

许多疾病都起源于发育过程。虽然成人器官在健康和疾病中的单细胞图谱正在挖掘关于肺的新信息，但人类肺在早期生命中是如何形成的仍然非常不清楚。

发育的最初几周是非常动态的，随着器官构建过程在不同阶段之间的变化，细胞类型迅速出现和消失。为了了解肺的发育，有必要拥有所有肺细胞类型的图谱，包括处于不同发育阶段的短暂细胞。

为了创建这个发育中的肺细胞图谱，来自Sanger研究所的研究人员及其合作者将早期细胞的单细胞测序与空间技术相结合，生成了一个深入的肺发育数据集。这种公开的资源描述了在发育中的肺结构中存在哪些细胞类型以及这些细胞是如何被调节的。

研究小组确定了144种细胞类型，如中间细胞和移行细胞类型，其中包括一种可能与晚年人类小细胞肺癌发展有关的亚型。

研究小组利用图谱来预测肺细胞是如何发育的，特别是哪些基因是驱动这一过程的关键因素。然后，他们使用类器官模型来验证新出现的假设，证明该图谱可以用于准确预测组织发育所涉及的阶段和细胞。

另一项研究正在使用该数据集调查新生儿肺部疾病，目的是揭示有关因果机制的见解，并开发新的类器官模型，以帮助进一步研究。

EMBL欧洲生物信息学研究所(EMBL- ebi)的共同第一作者Peng He博士说:“我们的高分辨率计算分析已经在发育中的人类肺部中确定了以前未描述和罕见的种群。在这些新的人群中，我们发现了一种与成年人中一种尚不清楚的小肺癌有关的疾病。虽然还需要进一步的研究来了解这种联系，但这表明了对发育和疾病共同机制的重要见解，可以使用我们独特的细胞图谱来发现。除此之外，通过包括染色质可及性数据和体外扰动实验，我们的工作显示了关键转录因子如何单独决定谱系选择，使我们能够开始理解控制分化途径的调控逻辑。”

“我们最先进的单细胞研究为人类发育中的肺部提供了全面和异常高质量的数据集。通过记录在成人肺中没有发现的短暂细胞，它使我们能够看到细胞如何分化的细节，这在以前是不可能的。如果我们要完全了解疾病的根本原因，我们需要对人体各个阶段的细胞有一个完整的了解，而这个图谱可以帮助我们做到这一点。”

Wellcome Sanger研究所的联合资深作者、人类细胞图谱的联合创始人Sarah Teichmann博士说:“一个完整的人类细胞图谱，详细描述了生命的各个阶段，将有助于解释人类健康和疾病的许多方面。这包括在生命早期形成的构成器官的细胞，这些细胞在我们成年后会丢失。我们的发育肺细胞图谱使我们能够看到成年肺细胞所经历的阶段和途径，以及这些早期阶段如何影响后来的疾病。这是对人类细胞图谱初稿的重要贡献。”

文章标题

A human fetal lung cell atlas uncovers proximal-distal gradients of differentiation and key regulators of epithelial fates