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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

时代背景分享

整合身体阻止的什么是基因抒发图谱常受阻于更健康样例的收集。常有科学研究多按照脑死掉捐献器官者或方面的原因做手术阻止旁的"附近常见"阻止,但等等样例具备血管痉挛、新陈代谢失常或急病微环境电磁波辐射等原因。

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,该研究通过的空间转录组学(Visium、Visium HD、MERFISH和PhenoCycler 成像)与单神经细胞质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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房间转录组学

体现了活体身体供肝的显著转录组共同点

研究团队首先通过Visium位置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,"范本方式"是dna表达方法变种的重点驱动软件主观因素,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 人类祖先和喂奶動物肝或其他排毒器官的空间表达出图谱

Visium HD & MERFISH

重新构建肝小叶门血管

国家静脉血管轴的精准系统分区图谱

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,1,149个(66%)行为出偏态的磁盘分区不同之处。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)。上升性看到: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,会挑战性了普通觉得糖异生仅能门静脉血管区的分析。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 肝细胞核染色体表明分区域

跨种群范围转录组学

表明人肝分离模式英文的动物群特喜欢的人

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。一直以来WNT4g信号信号通路的区域格局在其它植物动物群中保手,但人类历史国家区功能性的特殊偏斜或许由代谢率率、性激素梯度方向等植物动物群特异形原因推动,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 辅乳期动植物内的难忘和一起的划分机制

snRNA-seq & Visium HD

解答非统一性受损细胞的空间区域区域及互作网络上

通过snRNA-seq(67,000+个人体细胞)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。与小鼠有差异 ,人肝Kupffer内部呈中间区聚集,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 肝功能非实际上皮细胞的设计布局

机子了解&几组学数据整合

探求较早脂肪堆积转性中的线粒体代偿生存危机

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。研究团队利用服务器学习培训对H&E影像确定分辩率级脂滴酶联免疫法,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 皮下脂肪性质发生发展肝细胞系基因遗传表达方式的gif动态发展

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本探析取得成功建立了从"样板修改→余地图谱→跨种群较→受损细胞互作→消化道疾病机理"的完整篇的研究提升机链板,能够 多个学技术设备毁掉了"卫生对应能用病症旁组织开展代用"的传统性了解,首个确定活体卫生供肝看作"原子决定性规范标准"的内在社会地位,为解释肝特点分离特点的动物群特男人可以提供了范式。拜谱生物体退出岁月几组学探讨贴心服务,现场报道"个人空间异质性-体细胞互作-患病原则"微信关联分析的重点业务需求,实现目标几组学检侧、长度合并:室内空间转录组(Visium/Visium HD)、单血细胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向药物排泄组及蛋白质组学的全程序流量解决处理工作方案,带来了从监测到研究方案的全程序流量工作,保驾护航医学专业研究方案走入新一阶段。热烈欢迎资询!

符合学术论文

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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