迄今為止最全面的肺細胞圖譜由Wellcome Sanger研究所及其合作者提供，揭示了11種新的肺細胞類型，并為對抗肺部感染的免疫過程提供了詳細的見解。

這一免費資源今天(2022年12月21日)發表在《Nature Genetics》雜志上，重點介紹了與呼吸道疾病和感染有關的肺部多種免疫細胞、屏障細胞及其環境。這個新的肺細胞圖譜是更廣泛的國際人類細胞圖譜計劃*的一部分，它將單細胞測序與空間轉錄組學結合起來，提供了細胞如何相互作用和相互通信的更全面的圖像。

雖然單細胞研究已經促進了對肺功能的理解，但肺是由復雜的結構和環境組成的，不能僅通過單細胞測序來研究。例如，關于細胞是如何組織的，以及特定的細胞類型，尤其是罕見的細胞類型，如何導致肺部疾病，有許多懸而未決的問題。

慢性肺疾病，如慢性阻塞性肺疾病(COPD)和間質性肺疾病，是全世界的主要死亡原因。了解健康肺部局部環境中細胞之間的交流可以幫助確定疾病中什么被破壞，并為如何預防或治療提供線索。

在這項研究中，來自威康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的研究人員及其合作者對13名捐贈者的肺組織中的近20萬個細胞進行了基因分析，發現了11種新細胞類型，并總共顯示了80種細胞類型的確切位置。

在這些新細胞類型中，支氣管周圍成纖維細胞被發現與COPD和特發性肺纖維化有關。雖然還需要進一步研究這些細胞是如何參與其中的，但這一發現證明了使用肺圖集來發現細胞通路和疾病之間新聯系的潛力。

Wellcome Sanger研究所和EMBL的歐洲生物信息學研究所的聯合第一作者和博士后Elo Madissoon博士說:“通過能夠分析同一肺的多個位置，我們能夠在一項研究中獲得一系列細胞的關鍵信息，其中許多是以前沒有繪制過的。此外，我們在支氣管周圍成纖維細胞和慢性肺部疾病之間發現的聯系表明，這個圖譜如何超越參考數據，可以為疾病提供新的見解�！�

除此之外，研究人員還能夠定義一個肺微環境，他們稱之為腺體相關免疫生態位(GAIN)。GAIN的存在有助于對抗呼吸道感染，并最終促進IgA抗體的產生。這是研究人員第一次設法詳細描繪這一復雜的過程。

IgA反應對于有效預防呼吸道感染非常重要，而在COPD和囊性纖維化等肺部疾病中則受到損害。對GAIN功能的進一步研究可能有助于開發緩解疾病癥狀的療法，提高對感染的抵抗力或創造增強疫苗反應的方法。

聯合第一作者、威康桑格研究所博士后研究員Amanda Oliver博士說:“我們的研究提供了關于細胞在人類肺部和氣道中如何交流的獨特信息。通過整合單細胞和空間數據，我們能夠研究上皮細胞、內皮細胞和免疫細胞如何相互作用形成免疫生態位(GAIN)，這可能對預防呼吸道感染至關重要。我們的單細胞數據使我們能夠深入到使這種免疫生態位發揮作用的信號回路中，這對未來開發治療疾病的新方法至關重要�！�

聯合資深作者、威康桑格研究所首席科學家Kerstin Meyer博士說:“我們免費提供的全面肺圖譜不僅從基因上描繪了80種細胞類型，包括11種新細胞，還開始描述這些細胞如何相互交流。我們的研究建立在單細胞時代的基礎上，通過包括空間數據，我們已經開始看到肺細胞在特定微環境中是如何相互作用的。如果我們希望確定哪里出了問題導致了疾病，了解健康肺中肺細胞如何相互作用是至關重要的。我們的地圖集是科學界的寶貴資源，我們期待著更大規模的研究，繼續拼湊出肺在細胞水平上如何工作的完整謎團�！�

聯合資深作者、Wellcome Sanger研究所細胞遺傳學負責人、人類細胞圖譜聯合創始人Sarah Teichmann博士說:“通過人類細胞圖譜對細胞的詳細了解將有助于解釋人類健康和疾病的許多方面。我們的肺細胞圖譜可以更深入地了解重要器官的功能，并且是對完整的人類細胞圖譜的重要貢獻。除此之外，我們的工作可以幫助確定肺中的哪些通路或細胞可以被靶向，以幫助提高肺功能受損患者的免疫力。我們要感謝器官捐贈者，以及他們的家人和親人，是他們讓這項研究成為可能�！�

參考文獻：

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