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Nature|首个活体健康人肝脏空间图谱:揭示人鼠核心差异

发布时间:2026-05-09

历史背景介绍英文

打造人体肌肉聚集结构的染色体表达方式图谱常限制于身体样表的收集。不同研发多用脑伤亡捐给者或病症切去聚集结构旁的"靠近合适"聚集结构,但这样表具有坏死、分泌絮乱或疾病症状微条件干拢等相关问题。

2026年4月,国际顶级期刊《Nature》发表了题为“A spatial atlas of the healthy human liver from live donors”的突破性研究,该研究通过余地转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单人体细胞RNA测序(snRNA-seq)的深度整合,系统揭示了活体健康人肝的空间表达蓝图,并发现人类肝脏中央区功能相较于小鼠及其他哺乳动物存在明显差异。本研究为健康人类肝脏提供了空间基因表达参考框架,并深入揭示了早期脂肪变性过程中肝细胞的变化机制。

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前景转录组学

阐明活体键康供肝的特别转录组特征描述

研究团队首先通过Visium区域转录组学系统解析了16例肝脏样本的转录组特征,包括8例活体健康供肝(LHD)和8例病理旁"邻近正常"组织。在44,243个高质量spots中,研究发现活体健康供肝与邻近正常组织在伪批量表达谱上明显分离:健康供肝高表达肝细胞功能基因,包括尿素循环酶(ASS1)、药物代谢酶(CYP2E1)和糖异生基因(PCK2);而邻近正常组织则高表达免疫相关基因(S100A8、S100A9)和应激基因。线性混合回归模型显示,"模本品类"是遗传基因把你想表达出来遗传变异的通常驱使原因,其效应超过年龄、性别和组织学评分。这一发现警示:传统病理旁"正常"组织可能存在系统性偏差,活体健康供肝才是建立真正健康参考标准的理想选择。

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图1 物种进化和母乳喂奶动物界内脏器官的发展空间理解图谱

Visium HD & MERFISH

重新构建肝小叶门静脉血管

中共中央动脉轴的小而精的专业化系统分割图谱

利用CYP2E1等标志基因构建分区指数,研究团队将肝小叶划分为七个层次模型。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,141个大概(66%)症状出取得的分离不同之处。中央静脉区富集外源物质代谢(CYP2E1)、胆汁酸合成(CYP27A1)和脂质合成(FASN)基因;而门静脉区则高表达免疫相关基因(CRP、SAA1)和经典糖异生基因(PCK1)。击破性知道:人类特有的线粒体糖异生基因PCK2和葡萄糖转运蛋白GLUT2(SLC2A2)均呈中央静脉区富集,单独挑衅了民俗人为糖异生仅能门静脉血管区的想法的。Visium HD与Visium数据验证这些分区模式(Spearman R=0.70,P<10⁻³⁰),MERFISH在500个基因上进一步独立验证了分区模式。

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图2 肝体细胞人类基因描述设计布局

跨种群办公空间转录组学

表明人肝系统分割机制的动物群非特异聊天

研究团队生成小鼠(n=6)、野猪(n=2)、家猪(n=3)和牛(n=2)的空间转录组数据,进行系统比较。主要结论:人与小鼠的分区偏倚相关性较低(R=0.15,P=5.18×10⁻²⁵),存在大规模功能偏移。人类中央静脉区显著富集尿素循环酶(OTC、ASL、NAGS)、脂肪酸合成酶(FASN)及转录因子HNF4A(在小鼠中为门静脉区富集),而这些功能基因在小鼠中多呈门静脉区富集。更意外的是,与猪、牛等大型哺乳动物相比,人肝中央静脉区功能多样性仍显著更高。虽然WNT的信号通道的系统分区基本模式在全部的动物群中传统,但猿类中心区功用的差异化的偏斜或许由新陈代谢率、的激素系数等动物群特喜欢的人因素分析驱使,提示小鼠模型在研究人肝脏代谢疾病时可能存在系统性局限。

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图3 母乳喂奶哺乳动物互相特有和同样的区域格局

snRNA-seq & Visium HD

讲解非实质性受损细胞的个人空间设计布局及互作线上

通过snRNA-seq(67,000+个组织细胞)结合Visium HD空间定位,研究团队构建了成纤维细胞、Kupffer细胞、肝窦内皮细胞等非实质细胞的分区图谱。与小鼠有差异,人肝Kupffer组织呈中央政府区聚集,可能与其清除高代谢活性中央区死亡肝细胞的功能相关。进一步分析发现多个分区特异性配体-受体互作对:中央区LSECs来源的WNT2与肝细胞FZD5及成纤维细胞FZD1受体互作;成纤维细胞和LSECs表达的RSPO3与肝细胞LGR5和LGR4受体共分区。这些结果为理解肝内分区特异性信号通讯提供了重要资源。

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图4 肝部非其本质细胞系的磁盘分区

服务器学习成绩&两组学整理

探求前面皮下脂肪转化中的线粒体代偿灾难

在表现为轻度脂肪变性(<20%)的健康供肝中,MASLD 脂质积累起始于中央静脉区。研究团队利用广州POS机学习成绩对H&E图案做好分辩率级脂滴化学发光法,将中央静脉区spots按脂质含量分为5个梯度。结果显示:随着脂质增加,脂质摄取/合成基因(SLC27A3、DGAT1)下调,而β-氧化(DIO1、HSD17B4)和脂质分泌(ABCB4)基因上调——提示肝细胞试图通过增强线粒体氧化能力限制脂质堆积。关键提示:核编码线粒体蛋白基因(如NDUFA9、NDUFS4、NDUFS8)表达下降,而线粒体自身编码的RNA(MT-ND1、MT-ND4L)却代偿性上升。这种核-线粒体基因表达失衡可能是未来脂毒性的潜在机制之一,为MASLD(代谢相关脂肪性肝病)早期干预提供了全新靶点。

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图5 皮下脂肪转性肝細胞基因遗传理解的日常动态转变

拜谱总结

本研究方案出色实现了从"样本量想要高效率的获取到→办公空间图谱→跨鱼类较→细胞核互作→常见疾病体制"的完好深入分析链条规格,顺利通过几组学新技术挣脱了"绿色比对可以使用方面的问题旁组织结构代换"的民俗自我认同,本次清晰明确活体绿色供肝有所作为"原子核分类规格"的主导话语权,为定义肝或其他排毒器官系统分割职能的种群特女性朋友展示了范式。拜谱生物工程还推出时光两组学剖析的服务,可观赏"面积异质性-肿瘤细胞互作-症状机能"绑定qq设计的关键需求量,达到两组学测试、宽度包裹:个人空间转录组(Visium/Visium HD)、单癌细胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶点代谢转化组及淀粉酶组学的全标准工作流程处理方式,能提供从检侧到剖析的全标准工作流程贴心服务,机械助力医学调查调查步入新阶段中,。欢迎辞了解和咨询!

对比资料

Yakubovsky O, et al. A spatial atlas of the healthy human liver from live donors, Nature (2026), //doi.org/10.1038/s41586-026-10377-y
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