Multi-tissue细胞地图册导致飞跃免疫和疾病的认识

人类细胞图谱的目标人体的每一个细胞类型映射到变换我们的生物学知识,感染和疾病是一个里程碑式的一步,四个研究发表在科学今天。

研究人员与国际人类细胞阿特拉斯(HCA)财团已经创造了超过一百万的高度详细的地图单个细胞在33个器官和系统人体,给新生物的见解人类健康和疾病,包括免疫系统。

这些互补multi-tissue细胞地图册将单个人体细胞对阿特拉斯和有许多治疗影响包括通知我们对常见和罕见疾病的理解,开发疫苗,肿瘤免疫学和再生医学。

直到现在,HCA大多集中在获得深层细胞的了解各个器官,组织或一小部分组织。现在,四个主要由Wellcome基金会桑格研究所的研究人员合作研究,英国;麻省理工和哈佛大学,美国;陈扎克伯格Biohub,美国;和他们的国际合作者开发方法和创造了最全面,cross-tissue地图册。

公开可用,地图册允许研究人员比较特定细胞类型的身体在细节,揭示小说细胞功能和揭示在健康和疾病。

深入地了解免疫系统在组织

历史上我们理解人类免疫系统的主要局限于细胞在血液循环的作用,然而免疫细胞在组织中扮演关键角色在维持健康和对抗感染。在其中的一个科学论文,威康桑格研究所的研究人员,剑桥大学和他们的合作者测序RNA从330000年单一免疫细胞来自成人的身体了解免疫细胞在不同组织的功能。

后创建一个策划的目录在人体免疫细胞,研究小组开发出一种机器学习tool-CellTypist-to自动化细胞类型识别。使用这个工具,他们发现了大约一百个不同类型的免疫细胞,包括特定的巨噬细胞、T细胞和B细胞及其分布在不同的组织。

萨拉博士们,人类细胞Atlas组织委员会的副主席,主管威康基金会桑格研究所的细胞遗传学,和这篇论文的主要作者,他说:“详细了解细胞在人类细胞阿特拉斯将有助于解释人类健康和疾病的许多方面。通过比较特定的免疫细胞在多个组织来自同一个捐赠者我们识别不同味道的记忆T细胞在身体的不同部位,可以感染管理具有重大的意义。我们公开可用的数据将有助于人类细胞图谱,可作为框架设计疫苗,或提高攻击癌症免疫疗法的设计。”

桑格研究所的另一项研究中,剑桥大学和他们的合作者发表在网站上科学今天,它创建了一个综合地图集发展中人类免疫系统器官,揭示组织参与血液和的形成免疫细胞和提高我们理解免疫紊乱。它也揭示了细胞丢失,因为我们长大了,通知体外细胞工程和再生医学的研究。

地图册冰冻组织揭示了罕见和常见疾病的基因

单细胞地图册的承诺之一是帮助地图的特定细胞类型疾病基因引起罕见疾病如肌肉萎缩症或导致风险的常见疾病,如心脏disease-act穿过人体。它需要所有异形细胞类型,包括从骨骼肌细胞、脂肪细胞和神经元是很难捕获的。细胞大量的个人也至关重要,要求科学家收集和冻结之前组织分析。

在一个新文件科学,Broad研究所研究人员和他们的合作者透露他们如何优化single-nucleus RNA序列使用冷冻细胞克服的挑战,然后创建了一个cross-tissue图谱分析从多个库存200000个细胞冷冻组织关注罕见和常见疾病的基因。使用新的机器学习算法,然后团队系统相关细胞的阿特拉斯2000 6000单基因疾病和复杂的遗传疾病和特征识别细胞类型和基因可能参与了疾病的程序,揭示小说多个起点新研究在健康和疾病。

特拉维夫Regev博士主持的人类细胞图谱和教员休假从广泛的学院和麻省理工学院,现Genentech研究和早期发展,和这篇论文的主要作者,他说:“我们single-nucleus人类细胞图谱研究展示了一个强大的大规模的方法分析细胞冷冻组织样本在身体与深度学习计算的进步,并打开病人组织的方式来研究整个军团在单细胞水平。我们可以创建一个新的路线图多种疾病,通过直接人类疾病相关的细胞生物学和基因相比较在组织。我们预计这项工作将导致许多新的研究,使人体细胞的持续努力阿特拉斯建立一个参考地图所有人类细胞。”

横膈智人:广泛cross-tissue细胞图谱

最后论文在这个集合中描述了一个非常大的cross-tissue研究从陈扎克伯格Biohub和他们的合作者。该团队使用单个细胞活细胞的RNA序列分析许多相同的器官捐赠,使cross-tissue比较控制遗传背景,年龄和环境的影响。近一百万细胞的集合提供了一个独特的广泛cross-tissue阿特拉斯从活细胞,并创建了一个数据集被研究人员称为“牌智人”。

横膈智人数据允许超过400特定细胞类型的详细描述,其分布和整个组织的基因表达的变化。此外,通过分析生活细胞,他们的数据也启用的第一次大规模分析替代基因剪接在单个细胞的阿特拉斯。这项研究为研究人员提供了一个巨大的研究人力资源专家注释类型的细胞会给主要的新见解基本生物学和疾病。

主席教授Stephen地震CZ Biohub网络,和李Otterson生物工程教授和斯坦福大学的应用物理学教授,这篇论文的主要作者,说:“牌智人是参考图谱,它提供了一个分子数以百计的定义在24人体器官的细胞类型。它代表了150多名作者在几个机构的努力;科学界将发现新的洞察人类生物学从这个资源多年来。”

HCA cross-tissue公开数据和工具都是可用的

HCA是一个国际合作联盟,图表的细胞类型身体健康,为健康和疾病研究提供了前所未有的资源。一个开放的、先进的、scientist-led财团HCA是研究人员的共同努力,学院,和资助者在世界范围内,来自83个国家的2300多名成员。

承诺开放获取,道德和全球股票,HCA数据公开提供给世界各地的人们受益。数据从这些和其他的研究都是免费HCA数据门户,全世界的研究人员都可以访问通过HCA数据协调平台以及剑桥细胞图谱,广泛的单细胞门户,UCSC的手机浏览器。

Sten Linnarsson教授在瑞典卡罗林斯卡医学院,HCA组委会成员,说:“人类细胞阿特拉斯正在改变我们对生物学和疾病的理解。这些跨组织研究代表HCA和单个细胞生物学的一个里程碑,通过启用系统,深入比较相同的细胞类型在发展和成年。他们是一个伟大的一步向前生成人类细胞图谱人体所有细胞类型的诊断的新时代奠定了基础,医疗和精密医学。”

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