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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

时代背景介紹

营造人体内聚集结构开展的基因组传达图谱常限制于身体范例的查看。一直以来实验多用脑死亡视频捐给者或病理报告切除术聚集结构开展旁的"最靠近正常的"聚集结构开展,但等等范例长期存在梗死、排泄功能紊乱或急病微的环境要素等情况。

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,该研究通过个人空间转录组学(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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环境转录组学

揭露活体建康供肝的多样转录组显著特点

研究团队首先通过Visium前景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,"模本的类型"是什么是基因表达方法突变的最主要的驱动程序缘由,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 科学家和喂奶动植物肝部的室内空间表达出来图谱

Visium HD & MERFISH

构建肝小叶门血管

中央政府静脉血管轴的用心区域图谱

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3个层次分。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,144个(66%)具体表现出更为明显的区域异同。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)。超过性表明: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,会的挑战了传统化会认为糖异生仅供门冠状动脉区的论题。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 肝体细胞遗传基因传达系统分区

跨外来物种环境转录组学

阐明人肝系统分区经营模式的鱼类非特异聊天

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。哪怕WNT数据信号环路的系统盘方式在拥有外来植物物种中传统,但科学家中心区效果的有趣位移有可能由分解代谢率、激素药均值等外来植物物种特喜欢的人方面驱动程序,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 哺乳期生物左右奇特和按份共有的磁盘分区状态

snRNA-seq & Visium HD

剖析非本质上细胞核的余地划分及互作网上

通过snRNA-seq(67,000+个细胞质核)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。与小鼠多种,人肝Kupffer体细胞呈地方区生物富集,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 内脏非统一性细胞核的分离

工具深造&多个学优势互补

体现了所以,金星由于这些原因脂肪的变形中的线粒体代偿危险

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。研究团队利用设备学习成绩对H&E形象做出像数级脂滴定量分析,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 油脂性变肝神经细胞什么是基因表述的动态化变动

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本实验成功的英文建设了从"样版得到→空间图谱→跨外来物种相当→细胞系互作→妇科疾病逻辑"的全部理论研究皮带轮,使用两组学技术设备击破了"身体身体對照也可以病理报告旁团体带替"的传统型认知能力,再次明确责任活体身体身体供肝成为"原子参考资料条件"的目标社会价值,为看法内脏分区域职能的动物群炎症因子聊天提供了了范式。拜谱生物体投入市场世界两组学阐述精准服务,惊现"发展空间异质性-癌细胞互作-病症机制化"联系深入分析的内在各种需求,确保多个学论文检测、强度覆盖面:发展空间转录组(Visium/Visium HD)、单血细胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向药物消化吸收组及蛋白酶组学的全具体步奏满足计划,出示从测量到学习分析的全具体步奏产品,推动临床学习步入新一阶段。邀请顾问!

对比专著

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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