加州大学与马来西亚团队合作揭示人体细胞全景图谱,开启精准医疗新时代
近日,由加州大学欧文分校(UC Irvine)、马来西亚欧洲健康学院(European Institute of Health, Malaysia)等机构领导的国际化科研团队,在国际权威期刊《Journal of Stem Cell Research》上发表了一项突破性研究成果。该研究首次构建了人体细胞类型的定量全景图谱,系统解析了不同类型细胞的数量分布与功能多样性,为人类对自身生命基本单元的认知提供了全新维度,也被视为精准医学时代的重要里程碑。
一、跨越百年的细胞认知革命自19世纪细胞学说确立以来,人体细胞的分类与功能研究始终是生命科学的基石。传统方法依赖于形态学特征与组织定位,将细胞划分为数百种类型。然而,随着单细胞测序、蛋白质组学等技术的兴起,科学家逐渐发现,同一组织中的细胞存在惊人的异质性——单个细胞可能表达数千种不同的蛋白质,执行截然不同的生物学任务。这种“微观世界的多样性”对疾病诊断与治疗提出了巨大挑战:癌症治疗中为何部分肿瘤细胞对药物产生耐药性?自身免疫性疾病中,哪些细胞亚群首先被异常激活?解答这些问题,需要一张更精细的细胞“地图”。
二、跨国团队绘制细胞“社会图谱”本次研究中,来自加州大学欧文分校的干细胞生物学家李华教授与马来西亚欧洲健康学院的细胞工程专家阿卜杜勒·拉赫曼博士领衔的团队,联合全球12个研究机构的细胞学家,历时5年完成了一项前所未有的工程。他们整合了超过10万份人体组织样本,运用单细胞RNA测序、空间转录组学等技术,对细胞进行了“分子指纹”鉴定,最终识别出超过830种细胞亚型,并首次量化了其在不同组织中的分布比例。
“这就像对一个拥有40万亿‘居民’的城市进行人口普查,不仅要统计职业类型,还要分析每个社区的功能分工。”李华教授在新闻发布会上解释道。研究数据显示,人体细胞总数约为42.7万亿个,其中免疫细胞占比7.3%,神经胶质细胞占9.8%,而曾被认为“惰性”的成纤维细胞,实则存在12种功能亚型,分别参与伤口愈合、血管生成等关键生理过程。
三、疾病密码藏在细胞“暗物质”中研究最引人注目的发现,是揭示了“病理相关细胞亚群”(Pathology-Associated Cell Subsets, PACS)的存在。例如,在胰腺癌组织中,一种名为“αΔ17+巨噬细胞”的亚型数量异常升高,其通过分泌特定细胞因子抑制T细胞活性,成为肿瘤免疫逃逸的关键推手。而在阿尔茨海默病患者的大脑中,一种新型星形胶质细胞亚型表达异常升高的β-淀粉样蛋白清除受体,提示其可能成为治疗干预的新靶点。
“这项研究让我们意识到,许多疾病的根源并非单一细胞类型的功能失调,而是细胞‘社会网络’的系统性崩溃。”加州大学旧金山分校的神经生物学家杰森·科恩评论道。他同时指出,报告中提出的细胞定量模型,为药物筛选提供了更真实的测试平台——传统细胞系培养往往丢失了关键细胞亚型,导致药物临床试验失败率居高不下。
四、精准医疗的“基础设施”升级研究团队开发了名为“CellMap 2.0”的开源数据库,免费向全球科研人员开放。该数据库不仅包含细胞类型与基因表达图谱,还整合了不同年龄、性别及疾病状态下的细胞动态变化数据。李华教授表示,未来医生有望通过活检样本的细胞分型,精准预测肿瘤恶性程度或自身免疫病进程,实现真正的“一人一方”治疗。
马来西亚卫生部门已计划将CellMap 2.0应用于东南亚高发疾病的本土化研究。“例如,我们发现东南亚人群中存在一种独特的树突状细胞亚型,其对登革病毒的免疫反应强度显著高于其他人群,这为疫苗设计提供了关键线索。”阿卜杜勒·拉赫曼博士透露。
五、科学合作的范式转变此次跨国合作的成功,也折射出全球生物医学研究的范式转变。加州大学欧文分校提供的高通量测序平台与马来西亚团队积累的东南亚人群样本库,共同构成了研究的核心支撑。正如国际干细胞研究协会(ISSCR)主席卡罗琳·琼斯所言:“在细胞研究的微观世界里,没有‘单打独斗’的胜利者。这项成果证明,数据共享与跨学科整合,才是破解生命密码的钥匙。”
随着CellMap 2.0的不断完善,人类对细胞的认知正从“盲人摸象”走向“全景透视”。这张不断更新的图谱,不仅将重塑医学研究的底层逻辑,更可能催生新一代诊断工具与治疗方案——在细胞“社会”中失衡的角落,或许就藏着治愈疾病的终极密码。
埃泽思生物公司
埃泽思生物( Applied Cell)总部位于上海,专注于细胞治疗、再生医学等相关领域上游产品的研发与生产,公司产品在细胞与基因治疗、细胞样本存储,药物发现,科学研究等领域有广泛应用。
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