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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

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构筑躯干聚集的人类基因形容图谱常出现异常于绿色健康模本的拿。近半年探析多主要采用脑消亡捐给者或病检割除聚集旁的"领近合适"聚集,但这样的模本会出现脑供血不足、排泄絮乱或慢性病微自然环境串扰等故障 。

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,该研究通过三维空间转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单生殖细胞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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发展空间转录组学

折射出活体绿色健康供肝的多样转录组的特征

研究团队首先通过Visium环境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,"样表类行"是什么是基因呈现变种的最主要的驱动程序原则,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 我们和哺乳期甲壳动物内脏的办公空间把你想表达出来图谱

Visium HD & MERFISH

规则化肝小叶门门静脉

军委冠状动脉轴的精巧系统分割图谱

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6个部分。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,144个(66%)情况出相关性的系统盘差距。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)。超过性看见: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,可以桃战了传统型看做糖异生仅限于门血管区的的观点。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 肝细胞系基因遗传呈现磁盘分区

跨植物物种室内空间转录组学

阐释人肝区别的模式的种群特喜欢的人

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。尽机会WNT走势通道的区别经济模式在所以种类中传统,但社会中央军事区功用的特有倾斜机会由分泌率、雌激素梯度方向等种类特异形情况驱动软件,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 乳期生物相互鲜明和共同参与的区别策略

snRNA-seq & Visium HD

解密非实际组织的环境设计布局及互作网

通过snRNA-seq(67,000+个神经细胞)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。与小鼠与众不同,人肝Kupffer生殖细胞呈中共中央区聚集,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 脾脏非其实质细胞系的划分

POS机学校&几组学整和

论述旱期脂肪多男变女中的线粒体代偿问题

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。研究团队利用服务器学习成绩对H&E形象使用图片分辨率级脂滴酶联免疫法,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 脂质转性肝细胞系表观遗传表答的新动态的变化

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本探究取得成功倡导了从"样板得到 →室内空间图谱→跨植物物种较好→神经细胞互作→病毒措施"的完全论述链子,实现几组学技巧戳破了"键康对应需用疾病旁集体重复使用"的民俗的认知,首轮确立活体键康供肝看作"原子对比标准单位"的基本话语权,为能够理解肝部分离功能表的动物群特男人提拱了范式。拜谱生物学退出苍穹多个学概述业务,亲历"前景异质性-内部互作-发病机能"连接调查的主要的需求,改变几组学检查测量、纵深覆盖住:范围转录组(Visium/Visium HD)、单人体细胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向疗法排泄组及球蛋白组学的全工艺工作流程处理改善,带来从加测到具体分析的全工艺工作流程服務,四轮驱动医疗研发跻身新时候。欢迎语在线咨询!

借鉴论文文献

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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