4月14日，在深圳國家基因庫舉行了一場關于“細胞地圖”的發布會。就在前一天，由深圳華大生命科學研究院主導、多國科研團隊共同參與的獼猴全身器官細胞圖譜發表于國際頂級學術期刊《自然》(Nature)。

據悉，這是全球首個非人靈長類動物的全身器官細胞圖譜，將被用于物種進化、人類疾病以及藥物評價和篩選相關的研究，為人類更好地探究生命的進化提供了可能。

測序114萬個細胞

如果說21世紀初，人類基因組草圖的問世為生命科學研究譜寫了一本生命“天書”，為生命數字化提供了基礎，此次發布的細胞圖譜則更像一張地圖，幫助全面解碼細胞的數字化特征。

細胞攜帶著生物體的遺傳信息，然而目前人類對自身細胞的認識還很有限。為此，研究人員將目光投向了和人的基因相似度高達93%的獼猴，繪制了一張獼猴的全身器官的細胞圖譜。

“有了這張‘地圖’，就相當于有了一個探索生命細胞分辨率的高精度儀器，可以看到每個器官都有哪些細胞，還可以精細到每個細胞里具體的分子特征及與其他細胞的互作關系。”論文的第一作者、深圳華大生命科學研究院韓磊博士介紹道，“這為我們更好地認識生命的基本結構，探究疾病和細胞的關系打下了基礎，也為疾病的精準治療提供了新的方向。”

此次研究對成年獼猴的45個器官約114萬個細胞進行了單細胞測序分析，將其分成了113種主要細胞類型和463種細胞亞類，并搭建了非人靈長類動物百萬單細胞交互式資源網站。

“非人靈長類動物相比其他模式動物，在人類疾病特別是認知和神經系統疾病研究中具有顯著優勢，” 論文的共同通訊作者之一、深圳華大生命科學研究院劉龍奇表示，“獼猴全細胞圖譜將為人類疾病機制和臨床前研究提供豐富的信息，開拓新的視野。”

為疾病治療提供新方向

據悉，該圖譜的繪制，離不開兩大利器：單細胞測序技術的進步和測序成本的下降。

過去，要繪制這樣一張“地圖”，需要大量的時間及高昂的實驗成本。如今，基于華大自主開發的單細胞建庫平臺和DNBSEQ測序技術，世界各地的領域專家及科研工作者可以以低成本、高通量、高靈敏度和準確性的方法進行大規模的單細胞測序分析，為整個生命科學領域提供了一系列寶貴的數據資源。

談到此次研究的意義，華大提到了三個方面。

第一是為器官損傷修復提供方向。我們身體里的各個組織中存在著許多共有的細胞類型，這些細胞類型由于所處的組織環境不同具有不同的分子特征。比如肝臟和腎臟有一部分細胞的類型可能是相同的。利用非人靈長類細胞圖譜，研究者找到了各個組織的共有細胞類型及其特有標簽(特異性標記基因)，這對于了解這些共有細胞在不同組織里發揮不同功能提供了分子層面的證據。

第二是為預防和治療病毒性傳染病及遺傳疾病提供數據支持?；谠搱D譜，研究人員構建了包含新冠、乙肝、狂犬病毒等126種病毒易感細胞類型的病毒數據庫，這就像一本“病毒字典”，有了它，醫生在檢查新冠肺炎確診患者肺部情況的時候，可能也會同步檢查腎臟、肝臟和膽囊。

第三是為縮短藥物研發時間提供助力。通過這個細胞圖譜，研究人員可以針對靶向細胞檢測該細胞對藥物的反應，從而快速選出幾種有效的藥物，再進行動物試驗。這將大大縮短大規模藥物篩選的時間，有助于靶向藥的研發和精準治療。

“大規模細胞圖譜的繪制工作，對于我們理解器官結構組成、胚胎發育和衰老、人類疾病及生命演化等都具有重要的意義。未來我們還將開發更高通量的單細胞技術以及具備空間分辨率的多組學技術，為全面構建生命單細胞分辨率的時空圖譜提供重要工具。”論文的共同通訊作者之一、深圳華大生命科學研究院院長徐訊表示。

6國團隊合作成果

劉龍奇告訴記者，此次研究中提到的單細胞技術，除了全面系統地繪制更多物資的細胞圖譜，未來還將發揮越來越重要的作用。

“單細胞工具可以幫助我們進行疾病的診斷、治療。比如目前去醫院做血常規，基本都是一些生化指標、細胞技術指標。但實際上一管血里有100萬個細胞，其中大部分都是免疫細胞，它是人體健康的前哨，能夠指征人體跟什么樣的系統、病毒有接觸，人體是不是哪些器官發生了癌變，是不是有腫瘤的產生，這些免疫細胞里都可以反映這些信息。”劉龍奇說，隨著工具成本的下降，以及大人群圖譜繪制工作的不斷擴大，或許血常規可以告訴我們更多健康信息。

記者了解到，本次研究是一項國際合作項目，由來自6個國家的35個科研團隊共同參與完成，包括華大研究院、國家基因庫、吉林大學、瑞典卡羅林斯卡醫學院、英國劍橋大學、西班牙ICREA研究所等。(記者 袁斯茹)

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