【突破】500,000+单细胞的RNA序列揭示所有主要人体器官的细胞类型图

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作者：竹子

导言：如今，单细胞生物学是一个热门话题。而在这一领域中，最前沿的则是单细胞RNA测序（scRNA-seq）。传统的“批量”的RNA测序方法可以一次处理成千上万个细胞。但没有两个细胞是完全相同的，而scRNA-seq就可以揭示出每个细胞独特的微妙变化，甚至可以揭示全新的细胞类型。

在周三发表在《自然》杂志上的一项新研究中，中国研究人员根据来自中国汉族捐赠者的500,000多个单细胞的RNA序列，描述了所有主要人体器官的细胞类型组成。这项研究为人类生物学提供了宝贵的资源。

研究人员使用单细胞mRNA测序揭示了迄今为止尚未很好表征的许多组织的层次结构。他们建立了所谓的单细胞人类细胞景观（HCL）分析管道，以帮助鉴定细胞，并对人类和小鼠的景观进行了单细胞比较分析，以揭示保存的遗传网络。

研究人员发现干细胞和祖细胞表现出很强的转录组随机性，而分化的细胞则更加独特。先前的研究中，这些研究人员报告了一种名为Microwell-seq的技术方法，该方法是一种经济高效的单细胞mRNA测序技术，在双峰率和细胞类型相容性方面具有优势。测序滴定实验和跨平台比较表明，即使在较低的测序深度下，该方法也可以稳健地检测稀有种群，因此他们计划使用Microwell-seq进行这项研究，使用来自中国的样本捐赠来创建主要人类细胞类型的基本概况汉族人口。

研究人员的分析包括胎儿和成人样本，涵盖了总共60种人体组织类型。他们还分析了七种细胞培养物，包括诱导多能干细胞，拟胚体细胞，源自H9 / OP9共培养物的造血细胞和胰岛β细胞。总共702,968个单细胞通过了其质量控制措施。完整的人类组织数据集分为102个主要簇，分为843种细胞类型。

通过批量和单细胞mRNA测序之间的相关性分析以及细胞数目的亚采样分析，研究人员估计了HCL的高基因和细胞类型覆盖率。这些数据涵盖了迄今为止针对人类物种描述的最全面的细胞类型库。

为了允许公众访问该资源，研究人员创建了一个HCL网站。

他们指出，一个亮点是主转录因子在离散模块中起作用，以指定主要的人类细胞类型，例如神经元、红系细胞和腺泡细胞。他们还发现了广泛的人类组织中先前无法识别的细胞异质性，在胎儿肾脏中发现了新型的S形体细胞，并在成人肾脏中发现了新的细胞类型。

研究人员还旨在通过评估胎儿和成人阶段组织之间细胞类型的相似性来研究人体器官的发育。在肾脏和肺部，他们发现上皮、间充质、内皮和免疫细胞的基因表达模式在两个阶段之间是相关的，并且组织器官免疫细胞和基质细胞在器官发生的早期出现。然后，他们对胎儿和成人的HCL数据进行了轨迹分析，并绘制了一个景观图，显示了从胎儿祖细胞到成年成熟细胞类型的投影。

最后，研究人员使用HCL数据库建立了名为scHCL的单细胞映射管道，用于对人类细胞类型进行分类。他们将他们的HCL与其他已发布的人类数据集整合在一起，并为单细胞研究中所有可用的人类细胞类型簇提供了转录组参考。

通过将大量RNA测序数据映射到HCL参考，研究人员可以稳健地定义培养的细胞群体或癌细胞类器官的细胞谱系。

参考：https://www.genomeweb.com/genetic-research/single-cell-rna-seq-study-leads-cell-type-map-all-major-human-organs#.Xnw5VE8zbIW

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