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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 背景分享

建设方案人的身体策划 的遗传基因体现图谱常受到限制于建康样版的得。往昔探究多用脑窒息死亡捐给者或肠道疾病切除术策划 旁的"周围正常情况下"策划 ,但以上样版留存脑供血不足、排泄不正常或肠道疾病微区域环境干挠等疑问。

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,该研究通过空间转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单血细胞结构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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位置转录组学

体现了活体身心健康供肝的有趣转录组结构特征

研究团队首先通过Visium三维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,"范例分类"是DNA表达爱突变的主要是驱使元素,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 猿类和母乳喂奶绿色内脏器官的空間表现图谱

Visium HD & MERFISH

构建肝小叶门冠状动脉

中间静脉注射轴的精密细系统分割图谱

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个档次。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,14个(66%)突出表现出明显的磁盘分区之间的关系。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)。打破性看见: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,就直接挑战自我了普通认定糖异生只能门门静脉区的的观点。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 肝细胞系遗传基因展示分离

跨鱼类办公空间转录组学

具体分析人肝磁盘分区经济模式的种类特喜欢的人

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。无论怎样WNT4g信号径路的系统分割模试在全部种群中单纯,但人类历史中共中央区实用功能的独有偏离有可能由代谢转化率、缴素梯度方向等种群特情人缘由驱动包,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 母乳喂养绿色期间独特性和一同的分离格局

snRNA-seq & Visium HD

解密非本质特征人体细胞的范围区别及互作网站

通过snRNA-seq(67,000+个受损细胞结构)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。与小鼠不同于,人肝Kupffer上皮细胞呈中心区含有,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 肝部非实质性癌细胞的磁盘分区

工具培训&多个学资源共享

反映最早期多余脂肪转性中的线粒体代偿危险

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。研究团队利用机器设备学习的对H&E图形完成清晰度级脂滴化学发光法,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 碳水化合物转化肝细胞系基因遗传表达爱的动图变化无常

拜谱工作小结

本探讨成功的勾勒了从"样版获利→空间区域图谱→跨动物群很→细胞膜互作→疫情逻辑"的完好探讨连条,经过两组学技术工艺摆脱了"绿色卫生對照快速可用病检旁组织开展替换"的传统艺术的认知,首个知道活体绿色卫生供肝看作"分子式借鉴细则"的基本实力,为掌握胰腺系统分割功能键的种类炎症因子朋友展示了范式。拜谱生物工程上线空间几组学解析提供服务,特别报道"区域空间异质性-受损细胞互作-皮肤疾病措施"锁定研究分析的核心区消费需求,保持几组学检查测量、纵深所覆盖:办公空间转录组(Visium/Visium HD)、单细胞核测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶点细胞代谢组及蛋白酶组学的全的方法化解实施方案,具备从检测工具到概述的全的方法功能,助推器医学专业论述步入新价段。青睐了解!

参阅医学文献

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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