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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

游戏背景讲解

营造人体身体组织化机构性的DNA表答图谱常受到限制于身体样例的修改。以来设计多采用了脑死捐给者或方面的难题肿瘤切除组织化机构性旁的"相临合适"组织化机构性,但哪些样例留存缺血性、分泌不正常或症状微周围环境电磁干扰等难题。

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,该研究通过发展空间转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单细胞核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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区域空间转录组学

蕴含活体健康生活供肝的特有转录组功能

研究团队首先通过Visium空間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,"样品多种类型"是基因组表达出来基因变异的具体驱动下载影响,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 人类祖先和乳期猎物肝脏等的个人空间呈现图谱

Visium HD & MERFISH

重新构建肝小叶门血管

中央政府静脉血管轴的多角度系统分割图谱

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八个的层次。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,14个(66%)具体表现出相关系数的分区域差别。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)。突破点性看到: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,之间击败了传统意义看作糖异生只能门冠状动脉区的角度。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 肝细胞膜什么是基因表答区别

跨植物物种区域空间转录组学

体现人肝分区域方法的动物群活性朋友

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。即使WNT讯号径路的分区域玩法在所有种群中固执,但种类进化党中央区作用的差异化的偏离应该由代谢转化率、雄激素等度等种群炎症因子朋友影响因素带动,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 乳期家禽期间特殊和一起的系统分区形式

snRNA-seq & Visium HD

剖析非其实质血细胞的环境空间系统分割及互作网络信息

通过snRNA-seq(67,000+个体细胞结构)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。与小鼠的不同,人肝Kupffer人体细胞呈党中央区含有,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 肝和脏非其实细胞系的设计布局

设备掌握&两组学合并

阐明之前皮脂转性中的线粒体代偿困境

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。研究团队利用丝机自学对H&E画面参与象素级脂滴参考值,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 脂肪细胞系转化肝细胞系表观遗传形容的静态变幻

拜谱总结ppt

本分析完成勾勒了从"模本收集→办公空间图谱→跨种群很→生殖细胞互作→患病制度化"的完全理论研究链条规格,凭借几组学系统打烂了"营养身体健康比可以疾病旁企业代换"的普通群体行为,立即坚定活体营养身体健康供肝用作"分子结构考虑标准"的内在影响力,为定义肝部区别功能键的种群特异形给出了范式。拜谱生物工程推出了超空间几组学分享提供服务,可观赏"个人空间异质性-癌细胞互作-发病缘由"关联关系学习的层面所需,改变几组学判断、深层包裹:三维空间转录组(Visium/Visium HD)、单细胞系测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向药物代谢率组及血清组学的全流量完成方式,出示从监测到定性分析的全流量业务,机械助力医学界研究探讨跨入新过程。邀请咨询中心!

考虑文献综述

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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