促进科学研究

实现科学研究|基于DNBelab C4和DNBSEQ测序平台，世界上首个非人灵长类动物全细胞图谱发表在《自然》杂志上。

来源：华大智造2022-04-14 09:48

现在，请允许边肖向你介绍一张神奇的地图。

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有了它，医生在检查确诊患者的肺部情况时，也可能根据地图的指引检查肾脏、肝脏和胆囊，因为地图显示这两个器官也可能受到影响。

有了它，制药公司可以很容易地选择目标细胞进行药物实验，大大缩短了药物筛选的时间。

研究者拥有它，就像拥有一张探索身体密码的地图。地图上的标签不是省市，而是不同种类的细胞。

这张地图是华大国内外研究机构绘制的全球首张非人灵长类全细胞地图。北京时间4月13日晚发表在国际顶级学术期刊《自然》 (Nature)上。

官网截图

没错，就是下面这张集美貌与能力于一身的图。

这张神奇的地图将用于与物种进化、人类疾病以及药物评估和筛选相关的研究，为生物医学的发展提供基础资源和工具，帮助疾病和靶向药物的开发，使人类更好地探索生命的进化成为可能。

为了绘制这张图谱，研究人员基于华大自主研发的单细胞数据库和测序平台，对猕猴45个组织或器官中约114万个细胞进行了测序。地图上的113种颜色代表113种细胞。这是世界上第一个非人类灵长类动物的器官和细胞图谱。基于此，研究人员还为非人灵长类动物的数百万个单细胞建立了一个互动资源网站。

非人灵长类百万单细胞互动资源网站截图

21世纪初，人类基因组草图的问世为生命科学的研究写下了一部生命书，为生命的数字化提供了基础。而遗传信息是由细胞携带的，但目前人类对自身细胞的了解还是有限的。全面解码细胞的数字特征将促进生命科学的研究，并为生物医学的发展提供基础资源和工具。为此，研究人员将目光投向了非人灵长类动物与人类有93%遗传相似性的猕猴，并绘制了猕猴全身器官的细胞图。

与其他模式动物相比，非人灵长类动物在人类疾病特别是认知和神经系统疾病的研究中具有明显的优势。论文合著者之一、深圳华大生命科学研究院刘表示，猕猴全细胞图谱将为人类疾病机制和临床前研究提供丰富的信息，开辟新的视野。

有了这个图谱，就相当于有了一个高精度的仪器来探索活细胞的分辨率。你可以看到每个器官中有哪些细胞，还可以精细到每个细胞的具体分子特征及其与其他细胞的相互作用。论文第一作者、深圳华大生命科学研究院雷寒博士表示，这为我们更好地理解生命的基本结构和探索疾病与细胞的关系奠定了基础，也为疾病的精准治疗提供了新的方向。

在这项研究中，研究人员发现了各种组织中常见的细胞类型及其独特的标签(特异性标记基因)，并在各种组织中发现了多种具有分化潜能的细胞。这些细胞可能为后期各种器官损伤的修复提供细胞来源，也为哺乳动物组织再生的研究提供新思路。

此外，基于这一图谱，研究人员还建立了一个病毒数据库，包含新冠肺炎、乙肝和狂犬病病毒等126种病毒易感细胞类型，就像一部病毒字典。通过它可以快速查询病毒最有可能感染的细胞类型，同时看到细胞类型可能分布的器官。有了它，医生在检查新冠肺炎确诊患者的肺部情况时，将同时检查肾脏、肝脏和胆囊。正如字典中提到的，这些器官也含有新冠肺炎可能感染的细胞。研究人员还可以输入特定疾病的致病基因或相关基因位点，查询该疾病可能的治疗细胞类型，为病毒感染性疾病和遗传性疾病的治疗提供了数据支持，为疾病的临床治疗指明了方向。

细胞图谱也可能有助于缩短药物开发周期。众所周知，药物研发成本高，耗时长。第一步是从数千种药物中筛选出几种相对有效的药物，这需要非常长的时间，研究人员不可能对每一种药物都进行动物试验。那我该怎么办？通过细胞图谱，研究人员可以检测靶细胞对这些药物的反应，从而快速筛选出几种有效的药物，然后进行动物实验。这将大大缩短大规模药物筛选的时间，有助于靶向药物和精准治疗的研发。

当然，这张魔图的绘制离不开单细胞测序技术的进步和测序成本的降低。在过去，绘制这样的地图需要花费大量的时间和很高的实验成本。现在，基于华大智造自主研发的单细胞数据库平台(DNBelab C4)和DNBSEQ测序技术，科学家可以低成本、高灵敏度、高精度地进行多维单细胞分析，快速准确地获取潜在细胞，从而开展下一步研究，为整个生命科学领域提供一系列有价值的数据资源。

大规模细胞图谱的绘制，对我们了解器官结构、胚胎发育和衰老、人类疾病和生命进化都具有重要意义。未来还将发展高通量单细胞技术和具有空间分辨率的多组学技术，为全面构建单细胞分辨率生命时空图谱提供重要工具。论文合著者之一、深华大生命科学研究院院长许逊表示，与此同时，细胞图谱数据也在快速增长，其中包含了海量的信息。这些数据和挖掘工作需要全世界科学家的共同协作和努力。