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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

背景图片了解

实现人体内结构的表观遗传表述图谱常受到限制于营养模板的取得。常有设计多进行脑死亡者捐献器官者或病检去除结构旁的"相临日常"结构,但这类模板长期存在脑供血不足、新陈代谢功能紊乱或症状微自然环境干涉等故障 。

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,该研究通过范围转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单组织细胞质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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位置转录组学

表明活体营养供肝的多样转录组共同点

研究团队首先通过Visium三维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,"模板的类型"是遗传基因表达方法突变的基本驱动器客观因素,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 人类进化和蒲乳期猎物肝或其他排毒器官的环境理解图谱

Visium HD & MERFISH

抽象化肝小叶门静脉血管

中心地方门静脉轴的细致区分图谱

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个维度。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,148个(66%)展现出显著性的设计布局差别。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)。超越性出现: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,马上考验了传统艺术人认为糖异生仅能门冠状动脉区的角度。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 肝细胞系基因遗传展现区域

跨种群范围转录组学

表明人肝设计布局机制的动物群炎症因子朋友

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。虽然WNT4g信号信号通路的系统盘格局在其他植物植物物种中保手,但人类祖先中共中央区能力的特有偏位可能由分解率、性激素均值等植物植物物种炎症因子朋友客观因素win7驱动,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 喂奶猎物范围内鲜明和一同的系统分割摸式

snRNA-seq & Visium HD

介绍非其实人体细胞的个人空间划分及互作手机网络

通过snRNA-seq(67,000+个癌细胞质)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。与小鼠各个,人肝Kupffer体细胞呈军委区丰度,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 肝脏等非其实质癌细胞的系统分区

机器人了解&两组学数据整合

阐明过去蛋白质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。研究团队利用工具借鉴对H&E图像文件实行分辩率级脂滴参考值,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 油脂性变肝内部基因组表现的情况转变

拜谱总结

本科研成功失败实现了从"模板了解→余地图谱→跨鱼类更加→神经元互作→问题策略"的详细钻研链子,利用几组学技术设备破坏了"卫生照表可疾病旁阻止重复使用"的传统与现代自我认识,首先明确责任活体卫生供肝做为"原子规范规范"的基本点认知度,为谅解肾脏器官区域功能性的鱼类特女性朋友提供数据了范式。拜谱微生物制定展览多个学研究提供服务,惊现"服务器异质性-神经细胞互作-疾病症状策略"同步理论研究的主要需求分析,完成多个学检侧、角度复盖:范围转录组(Visium/Visium HD)、单生殖细胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向药物代谢率组及血清组学的全具体具体步骤避免实施方案,提高从测量到设计的全具体具体步骤服务项目,保驾护航临床医学设计踏入新过程。诚邀了解和咨询!

参考选取论文

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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