人体内含有惊人的36到37万亿个细胞，每个细胞在不同的器官和系统中发挥着独特的功能。在一个具有里程碑意义的项目中，国际研究联盟“人类细胞图谱”（Human Cell Atlas，简称HCA）正在绘制每一个这些细胞，以更好地了解它们的作用和相互关系。借助来自全球超过10,000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，并计划在2026年前完成整个人体图谱的第一版草案。该草案将详细描述每个细胞在不同生命阶段的位置、身份和功能。
“这一步跃相当于从粗略的15世纪地图跃升到具有详细地形和动态特征的谷歌地图，”HCA联合创始人Aviv Regev在新闻发布会上说。尽管已经取得了显著进展，但仍有许多工作要做。超过40项新研究发表在《自然》期刊上，提供了对该努力至关重要的见解。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个体。
通过这项工作，他们发现了一种以前未知的细胞类型，这种细胞通过召唤免疫细胞加剧了这些疾病中的炎症。“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，”纽约大学朗格健康科学研究所科学主任Itai Yanai指出。理解这一过程可能为更精准的治疗打开大门。
发育和疾病的研究洞见
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。
另一个关键领域是类器官，即实验室培养的人体器官模型。研究人员发现，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绘制之间的互动是互利的。“信息在两个方向流动，”HCA联合主席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在人体受试者身上进行实验的情况下进行研究。这种方法同样适用于皮肤类器官，科学家们已经检查了它们与真实皮肤的相似性，以更好地理解其在疾病研究和治疗测试中的潜力。
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感染COVID-19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，”Yanai写道。“研究人员可能会发现目前还无法想象的人体方面的内容。”
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，并为疾病治疗开辟新的途径。
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