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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

时代背景介绍一下

建设人体内结构安排的表观遗传表现图谱常受限制于健康保健样品的收集。过往科学研究多按照脑伤亡捐给者或病理报告做手术结构安排旁的"相邻常见"结构安排,但等等样品具有脑供血不足、新陈代谢失常或常见疾病微生态环境干涉等故障 。

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,该研究通过空间区域转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单神经元核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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房间转录组学

阐述活体正常供肝的与众不同转录组的特点

研究团队首先通过Visium室内空间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,"范例类形"是什么是基因抒发遗传变异的首要安装驱动原则,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 社会和蒲乳期昆虫肝的发展空间体现图谱

Visium HD & MERFISH

相空间肝小叶门冠状动脉

中间血管轴的精致分离图谱

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15个层次模型。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,145个(66%)展示出相关性的划分一定的差异。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)。超越性发现了: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,简单的挑战了传统式判定糖异生仅供门静脉血管区的学术观点。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 肝组织dna表答区分

跨动物群面积转录组学

体现了人肝区域模型的种群非特异朋友

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。其实WNT网络信号信号通路的区别状态在其他种类中固执,但人工中共中央区模块的特殊摆动能够由排泄率、激素类等度等种类特女性朋友影响因素带动,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 辅乳动物界互相差异化的和相互的区域模式英文

snRNA-seq & Visium HD

辨析非一般血细胞的空间系统分区及互作手机网络

通过snRNA-seq(67,000+个血细胞)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。与小鼠其他,人肝Kupffer癌细胞呈中央政府区生物富集,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 脾脏非一般細胞的磁盘分区

仪器学习知识&几组学整理

反映早期时候皮脂性质发生变化中的线粒体代偿政治危机

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。研究团队利用仪器学习的对H&E画面确定图片像素级脂滴定量分析,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 碳水化合物性质发生变化规律肝组织表观遗传体现的新变化规律

拜谱个人心得体会

本科研非常成功构造 了从"样表得→地方图谱→跨外来物种较为→神经细胞互作→的疾病措施"的完正理论研究输送链,借助几组学技術破除了"卫生较快速可用病理报告旁团队带替"的经典自我意识,首度清晰明确活体卫生供肝是 "分子式选取条件"的体系化位置,为解读肾脏器官系统分区基本功能的种群特异形出具了范式。拜谱动物投放市场时间与空间两组学了解保障,震撼"办公空间异质性-细胞膜互作-病毒系统"关系研究探讨的核心思想业务需求,达成几组学测试、进一步包裹:面积转录组(Visium/Visium HD)、单体细胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向疗法分解组及蛋白质组学的全的流程图完成措施,供应从检测工具到探讨分析的全的流程图服务管理,转向医学检验探讨迎来新时候。追捧联系!

可以参考论文资料

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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