Science：利用单细胞基因组学进行人类细胞表型分析

细胞 · 公众号 · 医学 · 2019-10-21 12:28

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在一篇近期发表在Science期刊上的标题为“Mapping human cell phenotypes to genotypes with single-cell genomics”的综述类型文章中，瑞士研究人员认为在了解构成人体的细胞表型和人类基因组如何被用来构建和维持每个细胞的目标中，我们正处在一个迷人的旅程中。瑞士巴塞尔分子与临床眼科研究所人类视网膜与器官发育小组负责人Gray Camp说道，“为了对人类细胞类型进行分类，了解它们的发育方式，它们在不同人之间的差异，以及它们在疾病中出现功能障碍的方式，将彻底改变人们对人类细胞表型的理解。 ”

图片来自Science期刊。

“表型（phenotype）”可能意味着很多事情，但总的来说，它是对由于个体基因型与其环境相互作用而产生的一系列特性进行分类的一种方式。

为何对恢复视力很重要

Gray Camp解释道，“当我们在巴塞尔分子与临床眼科研究所努力恢复视力的过程中，单细胞基因组学是开发个性化表型分析策略的最新进展之一。单细胞分辨率的人体器官表型图谱可用于鉴定最可能受到人类疾病影响的细胞状态。这可以帮助我们克服当前的药物发现和开发中面临的主要挑战之一：研究人群平均水平可能会掩盖单个细胞中发生的重要且罕见的致病反应。这因而可能阻止开发准确的疾病模型，而且也阻止开发检测患者对新疗法作出反应的方法。在临床环境中将单细胞表型分析直接应用于患者身上仍然存在着许多障碍，但是巴塞尔分子与临床眼科研究所的分子和临床研究团队每天都在密切合作，旨在尽快地克服恢复视力所面临的这种障碍。 ”

希望研究组织并检测单个致病细胞

他与瑞士苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系的Randall Platt和Barbara Treutlein一起合作撰写的这篇综述类型文章概述了对人体器官和类器官进行基于单细胞基因组学的表型分析的现状，以及CRISPR-Cas技术如何将使得表型在功能上与人类基因组区域相关联在一起。展望未来，这些作者认为，单细胞基因组学的描述阶段---对每种健康人体组织进行细胞表型分类---最终将以在计算机上进行四维分辨率的模拟告终，这使研究人员能够进入组织，指向在特定时间点位于组织内某一位置的细胞，并了解其分子特征以及其与这种组织微环境内其他细胞之间的相互作用。

参考资料：

1.J. Gray Camp et al. Mapping human cell phenotypes to genotypes with single-cell genomics. Science, 2019, doi:10.1126/science.aax6648.

2.Understanding how human cell types develop, vary between individuals, and fail in disease
https://phys.org/news/2019-10-human-cell-vary-individuals-disease.html