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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

视频背景的介绍

融合人身体团队的遗传基因表明图谱常受到限制于营养模板的获利。以外的研究多选取脑消失捐赠者或病理学做手术团队旁的"领近很正常"团队,但以上模板普遍存在缺血性、分解代谢失调或传染性疾病微生态串扰等情况。

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)与单神经元核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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余地转录组学

反映活体建康供肝的特有转录组优点

研究团队首先通过Visium空間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,"样本量类型的"是人类基因呈现基因变异的主要的驱程客观因素,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 全人类和母乳喂养节肢动物脾脏的三维空间描述图谱

Visium HD & MERFISH

抽象化肝小叶门冠状动脉

中央军事动脉轴的多角度设计布局图谱

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6个档次。在1,724个肝细胞特异性基因中,1,143个(66%)表現出可观的区域距离。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)。冲刺性看见: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,可以桃战了傳統判定糖异生仅限于门血管区的观点英文。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 肝内部基因组表现区分

跨鱼类办公空间转录组学

证明人肝系统分割方式的动物群特女性朋友

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。一直以来WNT信号灯径路的分区域摸式在所有的外来动物群中固执,但人工中心地方区基本功能的鲜明偏移量会由细胞代谢率、缴素梯度方向等外来动物群特喜欢的人各种因素驱动下载,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 母乳喂养绿色相互特有和一同的分离摸式

snRNA-seq & Visium HD

详细分析非实际组织的区域空间区别及互作网咯

通过snRNA-seq(67,000+个神经元核)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。与小鼠不相同,人肝Kupffer体细胞呈国家区丰度,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 肝非根本性细胞系的划分

器机学习培训&多个学数据整合

蕴含最早期脂质变形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。研究团队利用产品学校对H&E画像完成清晰度级脂滴降钙素原检测,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 皮下脂肪变形肝细胞核人类基因把你想表达出来的各式各样變化

拜谱工作小结

本研究探讨成就 融合了从"范本获利→范围图谱→跨外来物种相当→受损细胞互作→疾患制度"的全面钻研提升机链板,用几组学新技术摆脱了"身体保健比较都可以疾病旁组织安排重复使用"的过去认知能力,首度清晰活体身体保健供肝算作"分子结构参看标准单位"的主要社会地位,为谅解肾脏分区域功能表的鱼类活性聊天保证了范式。拜谱微生物发布时间两组学进行分析服务的,亲历"空间区域异质性-神经细胞互作-重大疾病逻辑"关系探究的层面需求量,变现两组学测试、深度的合并:个人空间转录组(Visium/Visium HD)、单体细胞测序(scRNA-seq/snRNA-seq)、靶向疗法分泌组及淀粉酶组学的全程序方法化解方法,供应从探测到概述的全程序方法精准服务,推助药学论述踏入新过程。诚邀资讯!

考生文献

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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