最新一期《科學(xué)》雜志上，刊登了人類細(xì)胞圖譜（Human Cell Atlas）的一項新進(jìn)展。

來自英國多家研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家，合作展示了人類第一份腎臟免疫細(xì)胞圖譜。研究者對來自胚胎和成年個體的近70000個腎臟細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞測序，在此基礎(chǔ)上繪制出腎臟內(nèi)的免疫細(xì)胞群。這份全面的細(xì)胞普查將為腎臟相關(guān)疾病的診斷和治療提供依據(jù)。

腎臟位于腰部兩側(cè)后方，對過濾血液具有重要作用。一對腎臟每分鐘可過濾約半杯血液，清除其中的廢物和多余的水，使其以尿液的形式排出體外。腎臟維持了血液中水、鹽和礦物質(zhì)的健康平衡，才能使人體其他部位的神經(jīng)、肌肉以及各種組織正常工作。

人有一對腎（圖片來源：參考資料[3]）

當(dāng)腎臟受損無法正常過濾血液時，會逐漸喪失功能，引發(fā)慢性腎病。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球超過8.5億人患有慢性腎病，通常由糖尿病、高血壓和復(fù)發(fā)性感染引起。慢性腎臟疾病可以發(fā)展為腎衰竭，如果沒有透析或腎移植，將危及生命。

在應(yīng)對腎臟組織損傷時，免疫系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，可我們對腎臟內(nèi)的作用機(jī)理卻所知甚少。因此，構(gòu)建腎臟免疫細(xì)胞圖譜，可以幫助我們更好地理解慢性腎臟疾病是怎么發(fā)生和發(fā)展的，還可以知道為什么在腎移植時會發(fā)生排斥反應(yīng)，最終造福人類的健康。

腎的解剖結(jié)構(gòu)，腎單位（nephron）是其基本功能單位（圖片來源：參考資料[1]）

為了構(gòu)建這份圖譜，研究人員分別研究了胎兒、兒童和成人的腎臟組織，繪制出不同生命發(fā)育階段、腎臟特定區(qū)域存在的免疫細(xì)胞類型。

研究者一共分析了將近70000個細(xì)胞，采用單細(xì)胞RNA測序，了解每個細(xì)胞中處于激活狀態(tài)的基因，并查明存在的免疫細(xì)胞類型。

“我們在腎臟不同區(qū)域繪制出不同類型免疫細(xì)胞的分布，”共同通訊作者、惠康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）、劍橋大學(xué)的Menna Clatworthy教授介紹，“在靠近尿液通過輸尿管離開腎臟的位置，我們看到一個強(qiáng)大的免疫防護(hù)區(qū)，可以抵抗尿路感染。了解健康腎臟中不同的細(xì)胞如何抵御疾病，對于應(yīng)對慢性腎病的發(fā)展和確定新療法十分重要?！?/p>

對成熟腎細(xì)胞的類型分析，其中紅色表示不同的免疫細(xì)胞（圖片來源：參考資料[1]）

而對胚胎不同時期的分析發(fā)現(xiàn)，正在發(fā)育的腎臟里，最早建立的細(xì)胞群是巨噬細(xì)胞。隨著年齡的增長，這類可以吞噬有害細(xì)菌和病毒的大個頭白細(xì)胞仍會留在腎臟中，發(fā)揮著保護(hù)人體免受感染的重要作用。

此外，胚胎發(fā)育時期，腎臟里幾乎沒有活躍的免疫細(xì)胞，與“胎兒相對來說無菌”的觀點一致。我們在出生時和出生后遇到細(xì)菌等外源微生物，才促使免疫系統(tǒng)不斷發(fā)展。

胚胎不同發(fā)育時期的腎細(xì)胞類型分析（圖片來源：參考資料[1]）

“我們創(chuàng)建了首份地圖，顯示腎臟免疫系統(tǒng)在生命早期如何發(fā)育，以及隨著進(jìn)入成年如何變化?！痹撗芯康墓餐ㄓ嵶髡?、紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)（Newcastle University）的Muzlifah Haniffa教授說，“我們在處于發(fā)育階段的腎臟中找到了最早的細(xì)胞類型，這些一生都在腎臟內(nèi)的巨噬細(xì)胞對保護(hù)我們抵抗感染非常重要?！?/p>

在另一位共同主要作者、劍橋大學(xué)的Sam Behjati博士看來：“這份腎臟細(xì)胞圖譜提供了一個新的窗口讓我們了解兒童腎臟疾病，包括兒童腎癌，是怎么發(fā)生的。研究者能由此探究疾病相關(guān)的基本問題，比如為什么有些病人對治療有反應(yīng)、有些病人卻沒有。”

人類細(xì)胞圖譜計劃的聯(lián)席主席Sarah Teichmann博士也是這項研究的主要作者之一，她指出：“人類腎臟圖譜的繪制使我們離人類細(xì)胞圖譜的產(chǎn)生又近了一步。”在這個全球合作的項目中，研究人員希望最終制出一張包含人體37萬億細(xì)胞的“谷歌地圖”?！拔覀儗l(fā)現(xiàn)新的細(xì)胞類型，揭示細(xì)胞如何隨年齡變化，了解我們?nèi)绾嗡ダ?、為什么會衰老，以及生病時會發(fā)生什么。人類細(xì)胞圖譜將是一個免費的在線資源，任何人都可以使用?！?/p>

參考資料

[1] Benjamin J. Stewart et al. (2019). Spatiotemporal immune zonation of the human kidney. Science, DOI 10.1126/science.aat5031

[2] Human kidney map charts our growing immune defense. Retrieved 26-SEP-2019, from https://www.sanger.ac.uk/news/view/human-kidney-map-charts-our-growing-immune-defence

[3] Your Kidneys & How They Work. Retrieved 26-Sep-2019, from https://www.niddk.nih.gov/health-information/kidney-disease/kidneys-how-they-work

來源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯