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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

背景图片说

创设人体人体团队的染色体表答图谱常出现异常于身体模本的了解。一直以来科学研究多利用脑死亡者捐给者或方面的毛病做手术团队旁的"紧邻正常情况下"团队,但这种模本发生缺血性、消化吸收功能紊乱或疾病症状微环境干扰信号等毛病。

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,该研究通过室内空间转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单肿瘤细胞结构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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三维空间转录组学

折射出活体安全供肝的独具特色转录组共同点

研究团队首先通过Visium空间区域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,"样品种类"是dna呈现遗传变异的重点带动问题,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 猿类和哺乳期间家禽肝或其他排毒器官的地方表达方法图谱

Visium HD & MERFISH

构建肝小叶门冠状动脉

中央政府动脉轴的精致细密系统分区图谱

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九个部分。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,142个(66%)行为 出显著性的区分对比分析。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)。达到性察觉: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,就直接桃战了傳統看做糖异生仅能门静脉血管区的见解。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 肝细胞膜基因遗传展现划分

跨鱼类的空间转录组学

论述人肝区分策略的种类特男人

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。虽说WNT网络信号径路的分离模型在大部分外来动物群中传统,但全人类国家区功能键的独特性偏离可能会由分解代谢率、皮质激素梯度方向等外来动物群特男人各种因素win7驱动,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 乳期节肢动物直接差异化的和相互的分离机制

snRNA-seq & Visium HD

解释非本质受损细胞的位置设计布局及互作在线

通过snRNA-seq(67,000+个细胞系核)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。与小鼠有所不同,人肝Kupffer癌细胞呈国家区含有,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 肝部非统一性肿瘤细胞的区分

机气学习培训&两组学优化

体现较早脂肪酸男变女中的线粒体代偿危機

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。研究团队利用机设备学习了解对H&E图文使用的像素级脂滴降钙素原检测,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 脂肪堆积性变肝细胞核遗传基因表达方式的的动态发展

拜谱个人心得体会

本探究成功的建立了从"模本得到 →三维空间图谱→跨种类是比较→上皮细胞互作→发病体制"的系统探索链轮,能够几组学技术性打烂了"建康比对也可以病理报告旁组织性替代品"的过去的社会认知,第二次明确责任活体建康供肝是 "碳原子参考使用原则"的重要影响,为掌握肝和脏磁盘分区技能的种群特异形展示 了范式。拜谱动物投放市场空间多个学了解贴心服务,特别报道"区域空间异质性-肿瘤细胞互作-的疾病工作机制"绑定qq研究探讨的内在各种需求,确保几组学监测、的深度包裹:服务器转录组(Visium/Visium HD)、单細胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向药物分解组及血清组学的全程序消除措施,展示从检查到剖析的全程序的服务,助力器中医学调查跻身新过程。祝贺管理咨询!

参考价值文献综述

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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