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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

原型介绍书

倡导体内安排的什么是基因表达出图谱常出现异常于绿色样表的获取一个。常有研究方案多按照脑死掉捐给者或病理报告做手术安排旁的"临近常规"安排,但这样表具有缺血性、新陈代谢失常或的疾病微环镜要素等方面。

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,该研究通过空间区域转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单癌细胞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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办公空间转录组学

反映活体稳定供肝的独家转录组有特点

研究团队首先通过Visium个人空间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,"样板型"是表观遗传表答突变的关键驱动软件基本要素,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 物种进化和母乳喂养植物内脏器官的空间表示图谱

Visium HD & MERFISH

规则化肝小叶门静脉注射

中心门静脉轴的柔性化系统分割图谱

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9个部分。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,147个(66%)特征出为显著的划分一定的差异。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)。冲破性会发现: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,随时探索了常用想法的糖异生仅限于门动脉区的想法的。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 肝受损细胞基因遗传表明设计布局

跨外来物种室内空间转录组学

体现人肝系统分割形式的种类非特异聊天

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。尽已经WNT网络信号信号通路的划分模式,在一切植物鱼类中传统,但人类进化中央军事区功能键的独一无二偏移量已经由分解率、激素类等度等植物鱼类特男人条件动力,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 辅乳猎物相互之间特有和同样的系统盘模式,

snRNA-seq & Visium HD

分析非本质体细胞的余地分离及互作无线网络

通过snRNA-seq(67,000+个肿瘤细胞结构)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。与小鼠有所差异,人肝Kupffer生殖细胞呈中央军事区生物富集,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 肝和脏非实际上受损细胞的区分

机械学习知识&几组学组合

呈现早期时候脂肪含量转化中的线粒体代偿经营危机

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。研究团队利用工具学习的对H&E图形做出的像素级脂滴一定量,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 皮下脂肪性质发生不同肝上皮细胞表观遗传表明的动态信息不同

拜谱个人总结

本实验顺利完成融合了从"样板读取→办公空间图谱→跨植物物种非常→神经细胞互作→病症规则"的删改钻研皮带轮,进行几组学技术水平破坏了"身心身体健康對照适用病检旁安排代换"的传统式自我认同,首个知道活体身心身体健康供肝看作"原子核参阅规格"的核心内容作用,为了解肝胀分区域功效的动物群特情人保证了范式。拜谱海洋生物退出苍穹两组学定量分析工作,震撼"范围异质性-癌细胞互作-问题共识机制"关连分析的管理的本质实际需求,保证 几组学测量、深度.涵盖:范围转录组(Visium/Visium HD)、单人体细胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向治疗基础代谢组及淀粉酶组学的全操作步奏克服方法,具备从测量到深入分析的全操作步奏服务性,肋力分子生物学理论研究迈进新关键期。诚邀咨询中心!

参考使用文章

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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