《科学》:近70000个细胞测序 人类首个肾脏免疫细胞图谱面世

来历:学术经纬

最新一期《科学》杂志上,刊登了人类细胞图谱(Human Cell Atlas)的一项新进展。

来自英国多家研讨机构的科学家,协作展现了人类第一份肾脏免疫细胞图谱。研讨者对来自胚胎和成年个别的近70000个肾脏细胞进行单细胞测序,在此基础上制作出肾脏内的免疫细胞群。这份全面的细胞普查将为肾脏相关疾病的确诊和医治供给根据。

肾脏坐落腰部两边后方,对过滤血液具有重要效果。一对肾脏每分钟可过滤约半杯血液,铲除其间的废物和剩余的水,使其以尿液的方式排出体外。肾脏保持了血液中水、盐和矿物质的健康平衡,才能使人体其他部位的神经、肌肉以及各种安排正常作业。

人有一对肾(图片来历:参考资料[3])

当肾脏受损无法正常过滤血液时,会逐步损失功用,引发缓慢肾病。相关数据显现,全球超越8.5亿人患有缓慢肾病,一般由糖尿病、高血压和复发性感染引起。缓慢肾脏疾病能够开展为肾衰竭,假如没有透析或肾移植,将危及生命。

在应对肾脏安排损害时,免疫系统发挥着重要效果,可咱们对肾脏内的效果机理却所知甚少。因而,构建肾脏免疫细胞图谱,能够协助咱们更好地了解缓慢肾脏疾病是怎样发作和开展的,还能够知道为什么在肾移植时会发作排挤反响,终究造福人类的健康。

肾的解剖结构,肾单位(nephron)是其基本功用单位(图片来历:参考资料[1])

为了构建这份图谱,研讨人员别离研讨了胎儿、儿童和成人的肾脏安排,制作出不同生命发育阶段、肾脏特定区域存在的免疫细胞类型。

研讨者总共剖析了将近70000个细胞,选用单细胞RNA测序,了解每个细胞中处于激活状态的基因,并查明存在的免疫细胞类型。

“咱们在肾脏不同区域制作出不同类型免疫细胞的散布,”一起通讯作者、惠康桑格研讨所(Wellcome Sanger Institute)、剑桥大学的Menna Clatworthy教授介绍,“在接近尿液经过输尿管脱离肾脏的方位,咱们看到一个强壮的免疫防护区,能够反抗尿路感染。了解健康肾脏中不同的细胞怎样抵挡疾病,关于应对缓慢肾病的开展和确认新疗法十分重要。”

对老练肾细胞的类型剖析,其间赤色表明不同的免疫细胞(图片来历:参考资料[1])

而对胚胎不一起期的剖析发现,正在发育的肾脏里,最早树立的细胞群是巨噬细胞。跟着年纪的增加,这类能够吞噬有害细菌和病毒的大个头白细胞仍会留在肾脏中,发挥着维护人体免受感染的重要效果。

此外,胚胎发育时期,肾脏里几乎没有活泼的免疫细胞,与“胎儿相对来说无菌”的观念一起。咱们在出世时和出世后遇到细菌等外源微生物,才促进免疫系统不断开展。

胚胎不同发育时期的肾细胞类型剖析(图片来历:参考资料[1])

“咱们创建了首份地图,显现肾脏免疫系统在生命前期怎样发育,以及跟着进入成年怎样改动。”该研讨的一起通讯作者、纽卡斯尔大学(Newcastle University)的Muzlifah Haniffa教授说,“咱们在处于发育阶段的肾脏中找到了最早的细胞类型,这些终身都在肾脏内的巨噬细胞对维护咱们反抗感染非常重要。”

在另一位一起首要作者、剑桥大学的Sam Behjati博士看来:“这份肾脏细胞图谱供给了一个新的窗口让咱们了解儿童肾脏疾病,包括儿童肾癌,是怎样发作的。研讨者能由此探求疾病相关的基本问题,比方为什么有些患者对医治有反响、有些患者却没有。”

人类细胞图谱方案的联席主席Sarah Teichmann博士也是这项研讨的首要作者之一,她指出:“人类肾脏图谱的制作使咱们离人类细胞图谱的发作又近了一步。”在这个全球协作的项目中,研讨人员希望终究制出一张包括人体37万亿细胞的“谷歌地图”。“咱们将发现新的细胞类型,提醒细胞怎样随年纪改动,了解咱们怎样变老、为什么会变老,以及患病时会发作什么。人类细胞图谱将是一个免费的在线资源,任何人都能够运用。”

参考资料

[1] Benjamin J. Stewart et al. (2019). Spatiotemporal immune zonation of the human kidney. Science, DOI 10.1126/science.aat5031

[2] Human kidney map charts our growing immune defense. Retrieved 26-SEP-2019, from https://www.sanger.ac.uk/news/view/human-kidney-map-charts-our-growing-immune-defence

[3] Your Kidneys & How They Work. Retrieved 26-Sep-2019, from https://www.niddk.nih.gov/health-information/kidney-disease/kidneys-how-they-work

来历:学术经纬

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