第一个细胞发展地图创建人类的肝脏

在这样一个世界第一,科学家们创造了人类发展肝细胞atlas提供至关重要的见解就是胎儿的血液和免疫系统开发。这地图细胞景观的变化发展中肝脏在怀孕的最初的三个月和其后三个月之间,包括干细胞如何从肝脏种子其他组织来支持所需的高氧需求的增长。

阿特拉斯,发表在自然,是由Wellcome桑格研究所的研究人员,威康——剑桥MRC干细胞研究所,纽卡斯尔大学、剑桥大学和他们的合作者。它是一个全面的、高分辨率的资源,提高我们对正常发展的理解和协助医疗应对疾病,如白血病、免疫失调,在开发过程中可以形成。

直到现在,它是未知的正是人类血液和免疫系统如何发展,这一过程称为造血作用。作为成年人,骨髓,创造我们的血液和免疫细胞。但在生命早期胚胎,卵黄囊和肝脏发挥重要作用在血液和免疫细胞。这些细胞随后种子周围组织如皮肤、肾脏和骨髓。

科学家利用单细胞技术分析140000肝细胞和74000皮肤、肾脏和卵黄囊细胞。通过隔离来自发展中肝脏的细胞,他们可以识别他们的基因表达,看看细胞的样子。造血的发展肝细胞部分被标记的使用重金属标记,所以研究人员可以每个单元映射到它的位置。

“到目前为止的研究在这一领域已经有点像被蒙上眼睛的人研究大象,与每个描述只是一小部分。这是第一次,任何人都描述了整个画面,血液和免疫系统如何发展在这样的细节。这是一个非凡的、多学科的努力,现在可以作为整个科学界的工具。“教授Muzlifah Haniffa,这项研究的资深作者从纽卡斯尔大学和威康基金会桑格研究所的高级临床研究员

一个正在发育的胎儿需要大量的氧燃料增长。研究发现,在开发过程中,“妈妈”造血干细胞在肝脏。但随着肝脏本身并不能提供足够的红细胞,下一代的“女儿”细胞(即祖细胞)前往其他组织。他们成熟皮肤等地,他们发展成红细胞来帮助满足高对氧气的需求。

“我们知道成年时代我们的免疫系统的变化。这项研究表明肝脏血液和免疫细胞的能力改变在很短的时间内,甚至post-conception 7到17周。如果我们能理解是什么让干细胞在肝脏如此善于血红细胞,它将为再生医学具有重要意义。”Elisa Laurenti博士,资深作者从威康-剑桥MRC干细胞研究所和美国血液学剑桥大学

研究人员还绘制基因被认为与免疫缺陷看到哪些细胞表达。基因突变可导致免疫疾病如白血病,并希望通过了解如何健康发展中肝脏功能,可以了解免疫紊乱起来,甚至如何对待他们。

“第一个全面肝脏细胞发育的地图是人类细胞图谱的另一个里程碑计划。数据现在是免费供任何人使用,也将是一个巨大的资源来更好地理解细胞的健康发展和致病基因突变。”莎拉博士们,从威康基金会桑格研究所的资深作者,剑桥大学和人类细胞图谱组委会主席

“我们的免疫系统在帮助保护我们免受疾病是至关重要的,然而我们知之甚少的免疫细胞如何发育和行为的早期胚胎。这项研究是非常重要的,为未来的研究打下重要的基础,可以帮助提高我们的理解障碍早期免疫系统有关,如儿童白血病。人类细胞图谱有可能改变我们对健康和疾病的理解,我们很兴奋地看到这些第一次发现从我们Wellcome-funded多学科小组的科学家。“卡特里娜金博士,遗传学和分子科学投资组合经理康。

参考:Dorin-Mirel Popescu,雷切尔·a .堵塞和艾米丽·斯蒂芬森et al . (2019)。解码人类胎儿肝脏造血作用。自然。DOI: 10.1038 / s41586 - 019 - 1652 - y

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