導讀

歷經近十年，人類細胞圖譜（HCA）項目近日迎來重大進展。

這一項目旨在從發育到衰老，對人類體內的每一種細胞類型進行編目，其復雜性和挑戰性不言而喻。

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在科學家的共同努力下，HCA項目正逐步走向成功，為人類生物學和疾病研究帶來了新的可能。

值得一提的是，由扎克伯格及其夫人創立的陳-扎克伯格倡議（Chan Zuckerberg Initiative，CZI）是HCA最早且最大的資助者之一。

深究科學 | 撰文

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人類細胞圖譜計劃取得重大進展

11月20日，Nature及其旗下期刊共同發布了40多篇關于人類細胞圖譜（HCA）計劃的論文合集。

這標志著HCA項目在理解人體健康與疾病以及首版草圖開發方面取得了重要里程碑， 這些研究論文涵蓋了多種組織、細胞類型和器官，通過引入創新的方法和框架，推動了科學研究的進步。

此次進展主要得益于全球約9000名捐贈者的貢獻，HCA團隊現已掌握了約6200萬個人類細胞的數據，這些數據根據18個生物網絡進行了分類，包括神經系統、肺部、心臟、腸道和免疫系統等部位的細胞圖譜。

這些數據的發布，為科學家提供了豐富的資源，將推動生物學和疾病研究的進步。

HCA項目自啟動以來，已經匯聚了來自102個國家、1700多家機構、超過3600名研究者的智慧，他們共同致力于對人體內的每種細胞類型進行全面的生物學描述。

此外，HCA團隊還努力在數據中反映人類多樣性，邀請了來自非洲、亞洲、拉丁美洲和中東的科學家加入項目，并根據當地人口的優先事項進行工作。

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人類細胞圖譜構建為何如此重要

2016年，生物學家阿維夫·雷格夫和莎拉·泰克曼牽頭，聯合約100名科學家，共同發起了這項雄心勃勃的倡議——從發育到衰老，對人類體內的每一種細胞類型進行編目。這是極其復雜和困難的，相當于繪制出人體約37.2萬億個細胞的圖譜。

細胞是生命體的基本構成單元，對人體工作原理的深入了解離不開對細胞的研究。但細胞并非靜止不動，等待被記錄的。它們會因祖先、地域、性別和年齡等因素，乃至生命本身而不斷變化。這也是繪制人類細胞圖譜困難的原因所在。

全面的人體細胞圖譜不僅能揭示健康狀態下細胞的位置和功能，更重要的是它還能揭示疾病狀態下細胞的異常變化。 通過比較不同疾病狀態下細胞的差異，科學家能夠更準確地診斷疾病，并開發更有效的治療方法。

例如，研究肺部細胞圖譜的科學家發現了COVID-19患者與其他肺部疾病患者之間肺部細胞的差異，這有助于理解COVID-19的發病機制，并為治療提供新的思路。同樣，通過研究產前人類皮膚、發育中的關節和顱骨等器官在妊娠期間的發育過程，科學家們能夠更深入地了解人類發育的奧秘。 這也是為何HCA項目如此至關重要。

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未來展望與挑戰

當然，就此次重大進展，研究人員謙虛地表示，這些發現只是向首版圖譜邁進的開始。從繪制6200萬個細胞到繪制10億個細胞，乃至最終繪制出人體約37.2萬億個細胞的圖譜，是一場旅途持久的馬拉松，需要投入更多的時間和精力。

因此，HCA項目的資助者必須長期保持承諾，為項目的持續發展提供資金支持。其中，陳-扎克伯格倡議（Chan Zuckerberg Initiative，CZI）作為HCA最早且最大的資助者之一，為本次里程碑式發布中的三分之一論文提供了支持。

CZI科學主管斯蒂芬·奎克表示： “人類細胞圖譜是CZI支持科學的首批重大投入之一，我很高興看到這些里程碑式的論文與更廣泛的科學界共享研究成果。除了論文中報道的個別科學發現外，共享數據的價值也值得強調。海量數據可以經過更好的分析，進一步加速研究，并助力CZI實現本世紀末治愈、預防或管理所有疾病的使命。”

此外，HCA項目還面臨著許多挑戰。要準確繪制細胞圖譜，需要綜合考慮多種因素對細胞的影響。同時，隨著技術的不斷發展，新的方法和工具不斷涌現，如何將這些新技術應用于細胞圖譜的繪制中，也是HCA項目需要解決的問題之一。

人類細胞圖譜項目是一項長期而艱巨的任務，但它對于推動生物學和疾病研究的發展具有重要意義。隨著項目的不斷推進和技術的不斷發展，相信，在未來人類將能夠全面深入地了解自己的身體，從而更好地預防和治療疾病。

參考資料

1.A ‘Wikipedia for cells’: researchers get an updated look at the Human Cell Atlas, and it’s remarkable

https://www.nature.com/articles/d41586-024-03754-y

2.Nature Publishes Collection of Papers Advancing the Human Cell Atlas, With Research Supported by CZI

https://chanzuckerberg.com/newsroom/nature-publishes-collection-papers-advancing-human-cell-atlas/

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