▎學術經緯/報道
日前，《自然》雜志上在線刊登了人類肝臟圖譜（human liver atlas）的一條最新進展。通過對來自肝臟不同組織的10000多個肝細胞進行單細胞RNA測序，科學家們不但找到了全新的肝臟細胞類型，還有望給肝癌治療提供全新的思路。學術經緯團隊也將在今日與各位讀者一道解讀這項研究的做法以及意義。
為什么是肝臟？
肝臟是人體的重要器官，有著極為多樣化的重要功能：一方面，它能夠將食物中的糖分、蛋白質、以及脂肪變成對人體有用的代謝分子，釋放到全身；另一方面，它也是人體的重要免疫器官，并負責為血液“解毒”；此外，肝臟有著極強的再生能力，即便只剩最初重量的四分之一，也能長回原先的尺寸，令科學家著迷。
除了它的重要生理功能，研究肝臟還有另外一個原因：肝臟疾病。在全球范圍內，肝臟疾病已經成為了最主要的死因之一。肝癌的恐怖自然不用多提，脂肪肝等疾病也會給肝臟留下難以恢復的傷害，影響人類的健康。因此，通過構建肝臟圖譜，我們能夠更好地理解不同類型的肝臟細胞，探明它們的功能，解密其生物學進程，最終造福人類的健康。
這項研究是怎么做的？
為了繪制出這份肝臟圖譜，科學家們總共招募了9名人類志愿者，其中有健康人，也有罹患肝臟疾病的病人。從這些志愿者中，研究人員們一共分析了超過10000個肝臟細胞，并進行了深度的單細胞RNA測序，了解每個細胞中，不同基因的表達情況如何。
▲本研究的流程示意圖（圖片來源：參考資料[1]）
“mRNA能把DNA中儲存的生物藍圖送往蛋白質合成工廠。通過分析特定時間中，特定細胞中有哪些RNA分子存在，我們能夠找到哪些基因處于激活狀態，”本研究的負責人之一Dominic Grün教授說道：“這讓我們能夠理解不同細胞的功能，不同細胞如何被調控，以及生病的細胞究竟發生了什么。”
值得一提的是，這項研究匯聚了多種不同的肝臟細胞類型，包括肝實質細胞、血管內皮細胞、以及膽管細胞等。研究人員們相信，通過這些豐富的數據，我們能以前所未有的分辨率，理解肝臟在自然發育，或是疾病發展中所呈現的變化。
找到新型肝臟細胞
在詳盡的分析之下，研究人員們欣喜地找到了多種新型肝臟細胞。它們在形態上看上去與普通的肝臟細胞幾乎完全一致，但在基因表達上卻截然不同。也就是說，這些不同的基因表達就像是單個細胞的指紋，讓它們顯得與眾不同。
▲研究找到了多種不同的細胞類型（圖片來源：參考資料[1]）
其中最為讓人興奮的一類細胞，存在于膽管中。在通常的認知中，膽管只是將分泌的膽汁輸送到膽囊的管道。但萬萬沒有想到，研究人員們在其中發現了一類具有類似干細胞活性的細胞。它們不僅能夠分化成膽管細胞，還可以在合適的條件下，分化成肝實質細胞。研究人員們相信，這些新型細胞正是肝臟強大再生能力的關鍵。而當它們出現異常時，則可能導致肝臟疾病，甚至是肝癌！
對肝癌患者的啟示
研究人員們指出，它們的分析手段有望給肝癌患者帶來新的機遇。從過去來看，肝癌患者會接受組織活檢，確認病變。但這種活檢會將許多不同類型的細胞混在一起，因此后續所作的基因分析，也更像是總體的“平均”，而不能精準反映病變細胞的異常。
▲研究人員們找到了在正常組織和肝癌組織中有不同表達的基因（圖片來源：參考資料[1]）
研究人員們指出，他們的肝臟圖譜提供了一份客觀的“對照”。通過比對健康細胞以及肝癌細胞，科學家們已經找到了一些全新的肝癌的生物標志物。將來，如果能在體檢中對肝細胞進行單細胞測序，或許就能在早期發現肝癌的端倪。
“我相信利用單細胞測序的癌癥研究方法，能幫助改善對癌癥的診斷，最終造福腫瘤的治療，” Grün教授補充道：“未來，我們不僅能揭示腫瘤不同細胞類型之間的相互作用，還可以看到這些相互作用會如何影響疾病發展。”
總結
綜合來看，這項重量級的研究提供了研究肝臟生理學和肝臟疾病的絕佳工具，它將進一步推進相關研究，從而有望在未來帶來更好的肝臟疾病診斷和治療方法。
參考資料：
[1] Nadim Aizarani et al., (2019), A human liver cell atlas reveals heterogeneity and epithelial progenitors, Nature, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1373-2
[2] A human liver cell atlas, Retrieved July 10, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-07/mpio-ahl071019.php
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