人体中包含令人惊叹的36到37万亿个细胞，每个细胞在不同的器官和系统中承担独特的功能。在一个开创性的项目中，国际研究联盟“人类细胞图谱”（Human Cell Atlas，简称HCA）正在绘制每一个细胞，以更好地了解它们的作用和相互关系。通过来自全球超过1万人的数据和先进的计算工具，这一雄心勃勃的努力有望彻底改变我们对人类生物学、疾病和潜在疗法的理解。
揭示生命图谱
人类细胞图谱已经分析了1亿个细胞，涵盖了不同的人群，并计划在2026年前完成整个人体细胞图谱的初稿。该初稿将详细描述每个细胞在各个生命周期阶段的位置、身份和功能。“这一步跃进类似于从粗糙的15世纪地图转向具有详细地形和动态特征的谷歌地图，”HCA创始联合主席阿维夫·雷格尔（Aviv Regev）在新闻发布会上说。尽管已经取得了显著进展，但仍有大量工作需要完成。
超过40项新研究发表在《自然》期刊上，为这一努力提供了关键见解。这些研究绘制了肺、脑、皮肤和消化道等器官的细胞图谱。研究人员甚至创建了一个详细的消化系统图谱，分析了近190人的110万个细胞，包括患有克罗恩病和溃疡性结肠炎等胃肠疾病的人。通过这项工作，他们发现了一种之前未知的细胞类型，这种细胞通过召唤免疫细胞加剧了这些疾病的炎症反应。“肠道炎症可以导致细胞发生化生，即从一种细胞类型转变为另一种细胞类型，”纽约大学朗格健康科学研究所的科学主任伊泰·亚纳伊（Itai Yanai）指出。了解这一过程可能为更精确的治疗方法打开大门。
发育和疾病的研究洞察
HCA的研究还扩展到了早期人类发育，绘制了怀孕前三个月的细胞变化。一项研究发现了参与头骨形成的新的细胞状态。这为了解颅缝早闭症（一种头骨过早融合的出生缺陷）提供了线索。
另一个重点领域是类器官，即实验室培养的微小人类器官模型。研究人员发现，大脑类器官在第二孕期前与真实的胎儿大脑非常相似。HCA委员会成员穆兹利法·汉尼法（Muzlifah Haniffa）表示，图谱有助于改进制造类器官的技术。类器官研究与细胞图谱之间的互动是双向的。“信息在两个方向流动，”HCA联合主席萨拉·特奇曼（Sarah Teichmann）在新闻发布会上说。类器官揭示了细胞行为的复杂细节，使研究人员能够在无法对人类受试者进行实验的情况下进行研究。
这种方法也适用于皮肤类器官，科学家们已经检查了它们与真实皮肤的相似性，以更好地了解其在研究疾病和测试治疗方面的潜力。
跨领域的变革潜力
HCA项目正在改变科学知识。早期的研究帮助确定了更容易受到COVID-19感染的组织，并发现了可能在囊性纤维化中起关键作用的肺细胞——离子细胞。“总体而言，这些图谱有可能成为激发他人探索的资源，”亚纳伊写道。“研究人员可能会发现目前尚未想象到的人体方面的知识。”
该项目仍在进行中，但已经带来了新的发现。它正在推动再生医学的发展，并为疾病的更好治疗打开了大门。
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