全球首個非人靈長類動物全細胞圖譜發布

將為人類疾病機制和臨床前研究開拓新視野

文/圖 羊城晚報全媒體記者 李天軍

北京時間2022年4月13日晚，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首個非人靈長類動物（獼猴）全身器官細胞圖譜發表于國際學術期刊《自然》(Nature)。4月14日上午，非人靈長類動物細胞圖譜研究成果發布會在深圳國家基因庫舉行。

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，為生物醫學的發展提供基礎性的資源和工具，為疾病診療、靶向藥物開發提供助力，為人類更好地探究生命的進化提供可能。

科學家把目光投向獼猴

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”，為生命的數字化提供了基礎。然而，遺傳信息是由細胞攜帶的，目前人類對自身細胞的認識還很有限，全面解碼細胞的數字化特征將推動生命科學的研究，為生物醫學的發展提供基礎性的資源和工具。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。

“這個圖譜就像一張‘地圖’，有了它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說，“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。”

研究團隊基于華大自主研發的單細胞建庫和測序平臺對成年獼猴的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種主要的細胞類型和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。”

器官損傷治療或有突破

專家解釋，我們身體各組織中存在許多共有細胞類型，它們因所處組織環境不同而具有不同分子特征。比如肝臟和腎臟有一部分細胞類型可能是相同的。利用非人靈長類細胞圖譜，研究者能找到各組織的共有細胞類型及其“特有標簽”（特異性標記基因），這對了解這些共有細胞在不同組織里發揮不同功能提供分子層面的證據。

同時，研究人員還發現多種存在于各組織中的具有分化潛能的細胞，這類細胞或可為各類器官損傷修復提供細胞來源，這也為哺乳動物組織再生研究提供新思路。

將能構建出“病毒字典”

研究人員介紹，基于該圖譜，將能構建包含新冠、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”，可以通過它快速查詢病毒最有可能侵染的細胞類型，同時看到該細胞類型可能分布的器官。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。因為“病毒字典”里提到，這幾個器官同樣分布有新冠病毒可能感染的細胞。

除了病毒導致的疾病，研究人員也可以輸入特定遺傳疾病的致病基因或遺傳位點，來查詢該疾病可能的致病細胞類型。

助力縮短藥物研發時間

藥物研發花費巨大，耗時很長，其中的第一步“藥物初選”就要從成千上萬種藥物中篩選出幾種相對有效的藥物，且研究人員無法對每一種藥物都進行動物試驗。而通過細胞圖譜，研究人員就可以針對靶向細胞檢測藥物反應，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，有助于靶向藥研發和精準治療。

“大規模細胞圖譜的繪制工作，對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，也都具有重要的意義。”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說。

關鍵詞： 非人靈長類動物