《自然》发布全球首个非人灵长类动物全细胞图谱,深圳华大生命科学研究院团队主导

由六国科学家参与的人类基因组计划（HGP）完成之后，我们初步掌握了遗传“密码本”。 然而，遗传信息是由细胞携带的，但时至今日，人类尚未能一窥自己的细胞图谱。

全面解码细胞的数字化特征将推动生命科学的研究，为生物医学的发展提供基础性的资源和工具。由深圳华大生命科学研究院主导的一项最新研究将目光投向了和人的基因相似度高达93%的猕猴，绘制了一张猕猴的全身器官的细胞图谱。这也是全球首个非人灵长类动物全细胞图谱。

该研究于4月13日晚间在线发表于顶级学术期刊《自然》（Nature），题为“非人类灵长类猕猴的细胞转录组图谱”（ Cell transcriptomic atlas of the non-human primate Macaca fascicularis）。研究由深圳华大生命科学研究院联合北京华大生命科学研究院、深圳国家基因库、吉林大学、中国科学院广州生物医药与健康研究院、瑞典卡罗林斯卡医学院、英国剑桥大学、西班牙ICREA研究所、新加坡ASTAR等来自6个国家的35个科研团队共同参与完成。

“这个图谱就像一张‘地图’，有了它就相当于有了一个探索生命细胞分辨率的高精度仪器，可以‘看到’每个器官都有哪些细胞，还可以精细到每个细胞里具体的分子特征及与其他细胞的互作关系。”论文的第一作者、深圳华大生命科学研究院韩磊博士介绍说，“这为我们更好地认识生命的基本结构，探究疾病和细胞的关系打下了基础，也为疾病的精准治疗提供了新的方向。”

研究团队基于华大自主研发的单细胞建库和测序平台对成年猕猴的45个器官的约114万个细胞进行了单细胞测序分析，将其分成了113种主要的细胞类型和463种细胞亚类，并搭建了非人灵长类动物百万单细胞交互式资源网站NHPCA (https://db.cngb.org/nhpca/)。

论文的共同通讯作者之一、深圳华大生命科学研究院刘龙奇在接受澎湃新闻记者专访时表示，“从基因组序列来看，猕猴和人的差异相比小鼠等模式动物要小很多，这是选择猴的第一个原因；第二，如果想真正了解人类的疾病，比如帕金森、阿尔兹海默症等，你不能在人身上直接做研究，我们必须构建动物疾病模型，非人灵长类尤其在认知和神经系统疾病研究中具有显著优势。”

刘龙奇谈到，目前这类数据较少，猕猴还是一个空白，“所以这些数据的发布对于未来进行一系列的研究都非常重要，包括疾病机制理解、药物筛选等。”

值得一提的是，基于该图谱，研究团队还构建了包含新冠、乙肝、狂犬病毒等126种病毒易感细胞类型的病毒数据库，这就像一本“病毒字典”，可以通过它快速查询病毒最有可能侵染的细胞类型，同时看到该细胞类型可能分布的器官。

研究团队认为，有了这本“病毒字典”，医生在检查新冠肺炎确诊患者肺部情况的时候，可能也会同步检查肾脏、肝脏和胆囊。因为“病毒字典”里提到，这几个器官同样分布有新冠病毒可能感染的细胞。

除了病毒导致的疾病，研究人员也可以输入特定遗传疾病的致病基因或遗传位点来查询该疾病可能的致病细胞类型。

“大规模细胞图谱的绘制工作，对于我们理解器官结构组成、胚胎发育和衰老、人类疾病及生命演化等都具有重要的意义。未来我们还将开发更高通量的单细胞技术以及具备空间分辨率的多组学技术，为全面构建生命单细胞分辨率的时空图谱提供重要工具。”论文的共同通讯作者之一、深圳华大生命科学研究院院长徐讯表示，“同时细胞图谱数据正在迅速增长，其中蕴含巨大的信息量，这些数据解读和挖掘工作需要全球科学家的共同协作和努力。”

食蟹猕猴细胞图谱。

值得一提的是，该细胞图谱的绘制，离不开单细胞测序技术的进步和测序成本的下降。刘龙奇介绍，技术和成本制约也是目前影响人类细胞图谱（Human Cell Atlas）计划进展的重要原因。

人类细胞图谱是生命科学领域近年来兴起的国际大科学计划，于2017年由英美等科学家提出。长远来说，该计划旨在描述人体中每个细胞（约37万亿个）的详细特征，呈现不同类型细胞在人体组织的3D结构，勾勒所有人体系统的相互联系，揭示图谱变化与健康和疾病的关系。人类细胞图谱计划将彻底改善人们对疾病的理解、诊断和治疗。

刘龙奇认为，华大得以大规模绘制猕猴细胞图谱，前期准备主要在于工具上的突破，“让我们可以真正打通从上游建库到下游的测序。”研究团队称，目前，基于华大自主开发的单细胞建库平台（DNBelab C4）和DNBSEQ测序技术，领域内的专家及科研工作者可以以低成本、高通量、高灵敏度和准确性的方法进行大规模的单细胞测序分析。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04587-3

澎湃新闻首席记者 贺梨萍

关键词： 自然发布全球首个非人灵长类动物全细胞图谱 深圳华大