我国科学家首次系统揭示人类消化道发育细胞图谱

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几天前，中国科学家在学术期刊《自然生物学》上发表了在线研究论文。世界上首次从单细胞分辨率和全转录组水平全面、系统、深入地阐述了人类胚胎发育中食管、胃、小肠和大肠的基因表达图谱和信号调控机制，揭示了这四个器官不同细胞类型之间的精确发育路径和基因表达特征，并进一步详细分析了从胎儿到成人的大肠。这是中国科学家首次系统地揭示了人类消化道的发育细胞图。

消化系统是人体最重要的器官系统之一，消化道作为消化系统最重要的组成部分，在食物消化、营养吸收、废物排泄、抵抗微生物入侵等方面发挥着极其重要的作用。消化道主要由食道、胃、小肠和大肠组成。揭示人类胚胎发育过程中这四个器官的基因表达调控网络和细胞类型图是发育生物学的一个重要课题。据报道，在该研究中，从6-25周龄的人类胚胎和成人的大肠中分离并获得总共5，277个单细胞，并且高精度地测序单细胞转录组，并且获得高达5t的基因表达谱数据。研究小组进行了深入的数据挖掘，从基因表达调控的层面深入分析了这四个器官的发育过程。

首先，研究小组通过关键基因表达特征定义了这四个器官中40种不同的重要细胞类型，其中30种不同的细胞类型在人类胚胎发育阶段被鉴定。通过分析这30种细胞类型的主要生物学特性，发现有19种细胞类型具有干细胞和祖细胞的特征，它们出现在胚胎发育的早期阶段并贯穿整个胚胎发育时期，它们的细胞周期也具有活跃分裂和增殖的特征。另一方面，分析表明，胚胎早期消化道四种不同器官的细胞具有高度相似的基因表达特征，而胚胎晚期这四种不同器官的基因表达差异非常明显，表明这些细胞类型在功能成熟后具有高度的器官特异性和细胞类型特异性。同时，与其他三种消化器官相比，胚胎晚期小肠营养吸收和代谢的关键基因大规模同步激活，表明胚胎晚期小肠可能具有营养吸收的基本功能。这也说明随着胚胎的发育，四个器官的功能差异逐渐显露出来。

本研究成果由北京大学北京未来基因诊断高级创新中心、北京大学生物动态光学成像中心、北京大学-清华大学生命科学联合中心唐研究组、北京国际数学研究中心研究组、北京大学第三医院研究组获得。研究结果为消化道生物学的研究领域提供了全面而详细的发育细胞图谱数据，具有很大的参考价值。此外，本研究的结果也为研究这四种消化道器官相关癌症，尤其是胃癌和结直肠癌的发病机制提供了重要参考。

《人民日报》(2018年6月7日，第11版)

来源：搜狐微门户