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这一免费资源今天(2022年12月21日)发表在《Nature Genetics》杂志上，重点介绍了与呼吸道疾病和感染有关的肺部多种免疫细胞、屏障细胞及其环境。这个新的肺细胞图谱是更广泛的国际人类细胞图谱计划*的一部分，它将单细胞测序与空间转录组学结合起来，提供了细胞如何相互作用和相互通信的更全面的图像。

虽然单细胞研究已经促进了对肺功能的理解，但肺是由复杂的结构和环境组成的，不能仅通过单细胞测序来研究。例如，关于细胞是如何组织的，以及特定的细胞类型，尤其是罕见的细胞类型，如何导致肺部疾病，有许多悬而未决的问题。

慢性肺疾病，如慢性阻塞性肺疾病(COPD)和间质性肺疾病，是全世界的主要死亡原因。了解健康肺部局部环境中细胞之间的交流可以帮助确定疾病中什么被破坏，并为如何预防或治疗提供线索。

在这项研究中，来自威康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的研究人员及其合作者对13名捐赠者的肺组织中的近20万个细胞进行了基因分析，发现了11种新细胞类型，并总共显示了80种细胞类型的确切位置。

在这些新细胞类型中，支气管周围成纤维细胞被发现与COPD和特发性肺纤维化有关。虽然还需要进一步研究这些细胞是如何参与其中的，但这一发现证明了使用肺图集来发现细胞通路和疾病之间新联系的潜力。

Wellcome Sanger研究所和EMBL的欧洲生物信息学研究所的联合第一作者和博士后Elo Madissoon博士说:“通过能够分析同一肺的多个位置，我们能够在一项研究中获得一系列细胞的关键信息，其中许多是以前没有绘制过的。此外，我们在支气管周围成纤维细胞和慢性肺部疾病之间发现的联系表明，这个图谱如何超越参考数据，可以为疾病提供新的见解。”

除此之外，研究人员还能够定义一个肺微环境，他们称之为腺体相关免疫生态位(GAIN)。GAIN的存在有助于对抗呼吸道感染，并最终促进IgA抗体的产生。这是研究人员第一次设法详细描绘这一复杂的过程。

IgA反应对于有效预防呼吸道感染非常重要，而在COPD和囊性纤维化等肺部疾病中则受到损害。对GAIN功能的进一步研究可能有助于开发缓解疾病症状的疗法，提高对感染的抵抗力或创造增强疫苗反应的方法。

联合第一作者、威康桑格研究所博士后研究员Amanda Oliver博士说:“我们的研究提供了关于细胞在人类肺部和气道中如何交流的独特信息。通过整合单细胞和空间数据，我们能够研究上皮细胞、内皮细胞和免疫细胞如何相互作用形成免疫生态位(GAIN)，这可能对预防呼吸道感染至关重要。我们的单细胞数据使我们能够深入到使这种免疫生态位发挥作用的信号回路中，这对未来开发治疗疾病的新方法至关重要。”

联合资深作者、威康桑格研究所首席科学家Kerstin Meyer博士说:“我们免费提供的全面肺图谱不仅从基因上描绘了80种细胞类型，包括11种新细胞，还开始描述这些细胞如何相互交流。我们的研究建立在单细胞时代的基础上，通过包括空间数据，我们已经开始看到肺细胞在特定微环境中是如何相互作用的。如果我们希望确定哪里出了问题导致了疾病，了解健康肺中肺细胞如何相互作用是至关重要的。我们的地图集是科学界的宝贵资源，我们期待着更大规模的研究，继续拼凑出肺在细胞水平上如何工作的完整谜团。”

联合资深作者、Wellcome Sanger研究所细胞遗传学负责人、人类细胞图谱联合创始人Sarah Teichmann博士说:“通过人类细胞图谱对细胞的详细了解将有助于解释人类健康和疾病的许多方面。我们的肺细胞图谱可以更深入地了解重要器官的功能，并且是对完整的人类细胞图谱的重要贡献。除此之外，我们的工作可以帮助确定肺中的哪些通路或细胞可以被靶向，以帮助提高肺功能受损患者的免疫力。我们要感谢器官捐赠者，以及他们的家人和亲人，是他们让这项研究成为可能。”

参考文献：

1.Angelidis, I. et al. (2019) An atlas of the aging lung mapped by single cell transcriptomics and deep tissue proteomics. Nat. Commun. DOI: 10.1038/s41467-019-08831-9

2.E. Madissoon, A. Oliver, et al. (2022) A spatial multi-omics atlas of the human lung reveals a novel gland-associated immune niche. Nature Genetics. DOI: 10.1038/s41588-022-01243-4