Nature：迄今为止最全面的人类肠道细胞图谱

胃肠道是一个多器官系统，对摄取营养和屏障免疫至关重要。胃肠道疾病也很普遍，全球有700多万人患有溃疡性结肠炎和克罗恩病，每年新增200万例结直肠癌病例。单细胞转录组学为胃肠道稳态、发育和疾病提供了前所未有的分子见解。

近日，Wellcome Sanger研究所的研究人员及其合作者表示，他们已将160万个细胞的空间和单细胞数据结合起来，绘制出一张迄今为止最全面的人类肠道细胞图谱。这张图谱有助于研究人员进一步了解结直肠癌（CRC）和炎症性肠病（IBD）。

利用这张图谱，研究团队还发现了一种肠道细胞的新作用，强调了它在某些个体的炎症循环中起作用，这可能会引起不适和疼痛。

这篇题为“Single-cell integration reveals metaplasia in inflammatory gut diseases”的论文于2024年11月20日发表在《Nature》杂志上，作为人类细胞图谱（HCA）计划论文集中的一部分。

在这项研究中，研究人员系统整合了25个人类胃肠道的单细胞数据集。他们采用了新开发的自动质量控制方法（scAutoQC）对来自189名健康对照的385个样本进行处理，得到了一张包含110万个细胞和136种细胞状态的健康参考图谱。

之后，他们将12种胃肠道疾病的数据集锚定在这一参考图谱中，包括胃肠道癌症、乳糜泻、溃疡性结肠炎和克罗恩病。至此，他们绘制出一张包含160万个细胞的图谱（gutcellatlas.org），其中既有单细胞数据，也有空间数据。

研究人员可以从中看出哪些细胞存在，它们位于何处，以及它们如何与周围环境交流。通过更全面了解人类肠道的健康和疾病状况，他们可以确定与胃肠道疾病有关的关键变化或差异，进而找到新的药物开发靶点。

研究团队还鉴定出一种可能在炎症中发挥作用的肠道细胞。这种细胞被称为幽门腺化生细胞，已知参与粘膜愈合。他们发现，这些细胞与参与炎症的其他胃肠道细胞具有相似之处。

他们认为，IBD中的炎症会导致这些化生细胞发生变化，而这些变化会改变粘膜组织结构，并促进炎症的进一步发展。通过深入了解这种炎症循环，人们也许能够找到预防或治疗IBD的新方法，并有望将这些知识应用于其他组织和疾病。

“我们绘制出一份综合的胃肠道单细胞图谱，作为研究健康、发育和疾病中的胃肠道细胞群的资源。利用这份图谱，我们发现了幽门化生，为化生细胞在肠道炎症和潜在肿瘤进展中的作用提供了信息，” 研究人员写道。

文章第一作者、Wellcome Sanger研究所的Amanda Oliver博士表示：“空间和单细胞数据提供了肠道细胞如何相互作用的独特信息，可以用来深入了解人体是如何运作的。整合现有的单细胞数据集可以让我们更全面地了解人体肠道，并确保研究人员能够共同努力，继续造福人类健康。”