人类细胞图谱
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这次会议由MIT和哈佛医学院Broad Institute以及Wellcome Trust Sanger Institute召集,由国际专家共同决定人类细胞图谱计划第一阶段的要素。一些科学家认为,这一计划的重要性堪比当年首个人类DNA序列的
细胞是生命的基本单位,它们在胚胎中分裂、生长并获得不同的功能,最终形成不同细胞类型(例如皮肤细胞、神经元或脂肪细胞),从而形成身体的各种组织。这些组织汇聚在一起形成器官,例如心、肺、脑、肾脏和肝脏。按照医学教科书的说法:“人体由数万亿细胞构成,已经发现的细胞种类有200多种。”不过真实的数据毫无疑问会比这个数字要高很多。
目前人类基因图谱的第一个试点性的研究已经开启。单细胞基因组学领域的技术进步,让科学家们可以从不同的组织和器官中分离单个细胞,并测量每个细胞的转录组或其他重要分子,在过去,测量这种复杂和广泛的信息几乎是不可能的。
以前科学家们通过显微镜下观察和了解细胞,近些年可以通过分析数百到数千个细胞的团块并找到它们的平均性质。然而,尽管大多数细胞所携带的基因密码是相同的,但是它们的命运是被内部激活它们的基因排序所左右的。如果调整基因组中的一组基因,那么细胞就会变成神经细胞;激活另外一组基因,细胞就变成了跳动的心脏细胞。为了认清每种细胞类型的真实面目,有必要首先分离细胞,然后找出在每个细胞中产生什么分子。这些分子包含了转录组,一种将细胞与体内其他细胞类型区分开的物质。
一些科学家认为,人类细胞图谱或许对于用细胞疗法来重新产生缺失或受损组织的作用是无价的,它能够为目前一些不治之症提供治疗方案。比如帕金森,这种疾病是由于大脑持续缺失能够产生一种叫做多巴胺的化学物质的神经元而导致的。未来的一种治疗可能性是在实验室生产新鲜的能够产生多巴胺的细胞,然后再把它们注入人脑。
“人类细胞图谱的意义在于能够让科学家做出判断,把正确的细胞植入人脑。”斯德哥尔摩Karolinska Institute的神经学家Sten Linnarsson表示,“人类细胞图谱是生命科学领域很长一段时期以来最为振奋人心的提案,对于健康和疾病而言,细胞是生命最基础的组成部分,只有对细胞有清晰的了解,才能够了解病理机制,提供有效的治疗方案。”
Regev博士和Teichmann博士所倡导的这样一份人类细胞图谱已经获得了来自扎克伯格和妻子Priscilla Chan的支持。而要真正建立起这样一幅图谱,全球的实验室必须联合起来。而一旦这幅图谱被绘制出来,研究人员将不仅仅能够发现人体细胞的全部种类,而且能确切地找到它们在哪些器官起作用。
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