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    郭國驥團隊Nature報道首個人類細胞圖譜

    來源 :基礎醫學系    發布時間 :2020-03-26    瀏覽次數 :2773

    細胞是生命的基本單位。在過去的數百年時間里,科學家主要利用顯微鏡和流式分析等技術,依靠若干表型特征對自然界里不同物種的細胞進行分類和鑒定。這些表型特征的選取往往引入了較多的主觀偏見。單細胞測序技術的出現對這一傳統的細胞認知體系帶來了革命性的變化,并能夠對單個細胞內高豐度的基因轉錄物質進行無差別的分析,從而建立一個普適性的細胞分類系統。

    浙江大學醫學院干細胞與再生醫學中心郭國驥團隊致力于單細胞測序領域的相關研究,自主研發了Microwell-seq高通量單細胞分析平臺,并于2018年在CELL發表了首個小鼠細胞圖譜。在此基礎之上,郭國驥團隊與浙江大學附屬醫院張丹團隊、王偉林團隊、陳江華團隊、梁廷波團隊和黃河團隊等緊密合作,對60種人體組織樣品和7種細胞培養樣品進行了Microwell-seq高通量單細胞測序分析,系統性地繪制了跨越胚胎和成年兩個時期,涵蓋八大系統的人類細胞圖譜。相關研究論文“Construction of a Human Cell Landscape at Single-cell Level”于2020326日在線發表于NATURE雜志。

    該研究充分利用Microwell-seq成本低廉,雙細胞污染率低和細胞普適性廣等優勢,建立了70多萬個單細胞的轉錄組數據庫,鑒定了人體100余種細胞大類和800余種細胞亞類;谠摂祿䦷,團隊開發了scHCL單細胞比對系統用于人體細胞類型的識別,并搭建了人類細胞藍圖網站http://bis.zju.edu.cn/HCL/(國家基因庫鏡像https://db.cngb.org/HCL/)。

    研究團隊發現,多種成人的上皮、內皮和基質細胞在組織中似乎扮演著免疫細胞的角色。趨化因子陽性上皮細胞,抗原呈遞陽性內皮細胞和白介素陽性成纖維細胞廣泛的分布在成體的各種組織器官之中,并在分類上獨立于傳統的上皮、內皮、基質和免疫細胞。研究認為成年人非免疫細胞的廣泛免疫激活是人體區域免疫的一種重要調節機制。

    通過跨時期,跨組織和跨物種的細胞圖譜分析,研究團隊揭示了一個普適性的哺乳動物細胞命運決定機制:干細胞和祖細胞的轉錄狀態混雜且隨機,分化和成熟細胞的轉錄狀態分明且穩定,基因組中的調節子預先決定了分化終端的穩定狀態。

    該研究首次從單細胞水平上全面分析了胚胎和成年時期的人體細胞種類,研究數據將成為探索細胞命運決定機制的資源寶庫,研究方法將對人體正常與疾病細胞狀態的鑒定帶來深遠影響。

    郭國驥教授說,“我們的工作在測序深度上存在一定局限性,但是在跨組織和跨物種的數據可比性上有較大優勢。完美版的人類細胞圖譜還應該整合空間信息,多組學數據和人群分析,這需要全世界科學家的共同努力!

    該論文的第一作者包括浙江大學基礎醫學院韓曉平副教授(并列通訊),17級碩士生周子茗,19級博士生費麗江,17級直博生孫慧宇,18級博士生汪仁英,16級直博生陳瑤,博士后陳海德和王晶晶。論文最后通訊作者為浙江大學醫學院郭國驥教授。該項目獲得了國家自然科學基金和科技部干細胞與轉化醫學重點專項的支持。

    郭國驥教授介紹:

    郭國驥,浙江大學基礎醫學院干細胞與再生醫學中心教授,博士生導師,浙江大學附屬第一醫院雙聘教授,浙江大學醫學院干細胞與再生醫學中心副主任,浙江大學血液學研究所副所長。2005年本科畢業于武漢大學。2010年畢業于新加坡國立大學,獲得理學博士學位。之后赴美國哈佛大學醫學院從事博士后研究工作,2014年入職浙江大學醫學院。2017年獲國家優秀青年基金,2019年入選萬人計劃科技創新領軍人才,曾獲“樹蘭醫學青年獎”,“霍英東青年教師獎”,“細胞生物學會青年科學家獎”等榮譽。郭國驥一直致力于單細胞分析技術的開發與應用,并在細胞圖譜的繪制上有突出貢獻;其在Nature, Cell, Cell Stem Cell等著名期刊發表多篇學術論文。

    原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2157-4

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