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人体肾脏图显示了我们不断增强的免疫防御能力

文学艺术2019-10-068

在科学家绘制了将近70,000个来自早期生命和成年个体的肾脏细胞的图谱之后,人类肾脏免疫系统的第一个细胞图谱就创建了。剑桥大学,纽卡斯尔大学惠康桑格研究所的研究人员及其合作者绘制了该图集,并使用其绘制了肾脏免疫细胞群落的图。这首次显示了我们的肾脏免疫系统在子宫的早期生活中如何发展,并在出生后和我们成年后逐渐增强。


该结果发表在《科学》杂志上,为理解肾脏 免疫系统的工作方式打开了大门,对解决多种类型的肾脏疾病和移植排斥反应具有重要意义。


肾脏是位于肋骨笼下面的两个豆形器官,对过滤血液具有重要作用。一对肾脏每分钟会过滤约半杯血液,从而清除废物和多余的水,这些水会作为尿液离开人体。它们对于维持血液中水,盐和矿物质的健康平衡至关重要,这可以使我们身体其他部位的神经,肌肉和其他组织正常工作。


当肾脏受损且无法正确过滤血液时,它们会随着时间的流逝逐渐失去功能,患者会患上慢性肾脏病。慢性肾脏病影响全球超过8.5亿人,通常由糖尿病,高血压和反复感染引起。不幸的是,慢性肾脏疾病会发展为肾衰竭,如果不进行透析或进行肾脏移植,将会致命。免疫系统在对肾脏组织损伤的反应中起着至关重要的作用,但人们对其在人体肾脏中的作用知之甚少。


为了了解肾脏的免疫系统,组织损伤或感染发生时会发生什么,如何导致慢性肾脏疾病以及拒绝移植肾的原因,研究人员绘制了第一张肾脏免疫系统图。


研究小组能够绘制出在不同生命阶段(从子宫的早期生命到成年生命)在肾脏特定区域中存在哪些类型的免疫细胞的图表。


剑桥大学医学院和惠康大学桑格研究所的合著者Menna Clatworthy教授说:“肾脏细胞图谱使我们能够绘制出不同类型的免疫细胞在肾脏不同区域的分布图。肾脏底部坚固的防御区,靠近尿液经输尿管离开肾脏的位置,可抵抗尿路感染了解健康肾脏中不同细胞类型如何保护我们免受疾病的侵害对于应对慢性肾脏疾病的发展至关重要并确定新的治疗方法。”


为了在不同的发育阶段创建肾脏细胞图谱,研究人员研究了发育,儿童和成人肾脏组织。该团队使用单细胞RNA测序对67,471个单个细胞中的基因活性进行了测序,以查明存在的免疫细胞的类型。


然后,科学家将这些细胞在从生命早期到成年阶段的整个发育过程中,以及在肾脏的解剖空间内作图,以了解肾脏的免疫系统如何发育和组织。


研究人员发现,发育中的肾脏中最早出现的细胞是巨噬细胞,即吞噬有害细菌和病毒的大型白细胞,随着年龄的增长,它们仍保留在肾脏中。发育中的肾脏中几乎没有活性免疫细胞,这与认为发育中的婴儿相对不育并且仅在出生时和出生后会遇到细菌的观点一致,这促使免疫系统随着我们的成长而发展。


威卡姆桑格研究所,纽卡斯尔大学和纽卡斯尔医院NHS基金会信托基金的共同主要作者Muzlifah Haniffa教授说:“我们绘制了第一张地图,显示了肾脏免疫系统在早期的生命中如何发展以及随着我们的变化而变化我们已经发现了发育中的肾脏中最早的细胞类型-这些终生存在于肾脏中的巨噬细胞对于保护我们免受感染至关重要。”


惠康大学桑格研究所和剑桥大学的合著者山姆·贝贾蒂博士说:“肾细胞图谱为了解儿童疾病(包括儿童期肾癌)中发生的情况提供了一个窗口。有关疾病的基本问题,例如为什么有些患者对治疗有反应,而另一些则没有。”


来自惠康大学桑格研究所和剑桥大学的共同主要作者,人类细胞图集倡议的共同主席Sarah Teichmann博士说:“映射人类肾脏使我们离制造人类细胞图集更近了一步。 Google绘制的人体37万亿个细胞地图,我们将发现新的细胞类型,并揭示我们的细胞随时间变化的方式,了解我们如何衰老,为什么衰老以及在患病时会发生什么。在线资源,供任何人使用。”


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