作者：华大时空
来自美国加州大学的冯根生团队，利用scRNA-seq绘制了从新生儿到成年的单细胞分辨率小鼠肝脏发育图谱，证明了肝细胞与内皮细胞、星状细胞和Kupffer细胞协同作用的功能成熟，以及巨噬细胞群的短暂出现。这项研究提供了一个全面的图谱，涵盖了所有的肝细胞类型，并有助于进一步剖析肝脏发育、代谢和疾病。该文章在2022年2月7日发表在Developmental Cell，以下是文章的详细解读。
文章题目：Temporal Analyses of Postnatal Liver Development and Maturation by Single-Cell Tranomics
发表时间：2022-02-07
发表期刊：Developmental Cell
主要研究团队：美国加州大学等
影响因子：13.417
DOI：10.1016/j.devcel.2022.01.004
研究背景
肝脏执行重要的功能，包括新陈代谢、解毒、胆汁分泌和血浆蛋白的产生。肝细胞是主要的实质细胞，占肝脏体积的80%，并执行大部分的代谢和合成功能。在成人肝脏中，最基本的构筑单位是条索状肝小叶，其中门静脉（portal vein，PV）、肝动脉和胆管在六边形小叶的拐角处形成一个门静脉三角，中央静脉（portal vein，CV）位于小叶中心。血液从PV和肝动脉进入小叶，在流经血窦时与肝细胞交换营养物质和氧气。肝细胞异质性伴随着氧气、营养物质和激素的梯度，在CV和PV区域之间形成代谢区。位于小叶轴不同层次的肝细胞表达不同的受体、转运蛋白和酶。出生后，肝细胞组织成肝小叶，形成分带结构。然而，带状结构形成的驱动因素，以及肝细胞如何采取特定的代谢功能仍有待确定。大数据分析只能提供不同细胞类型的平均值，而混淆了细胞类型组成变化、细胞-细胞相互作用和功能异质性的关键信息。综合利用scRNA-seq和单分子荧光原位杂交，允许在禁食的成年小鼠中重建肝脏分区和推断小叶坐标，超过一半的肝脏基因显示显著的分区，尽管分析集中在肝细胞。
研究样本
scRNA-seq样本：出生后第1、3、7天（D1、D3、D7）的新生样本，每个时间点包括4只雄性小鼠；出生后第21、56天（D21、D56）的样本，每个时间点纳入2只雄性小鼠。
FISH：D7和D21小鼠新鲜肝脏冷冻切片。
研究策略
研究人员首先分离了所有主要的肝细胞类型，以单细胞分辨率对小鼠出生后的肝脏发育进行全面分析。然后，对肝脏中昼夜节律的发展，以及出生后肝细胞中几种关键代谢途径的反应进行了计算预测，包括糖酵解、脂肪酸氧化、脂质和胆固醇的生物合成。最后，研究人员鉴定了一组在出生后第7天富集的特殊的巨噬细胞，并通过细胞-细胞通信分析推断了它们在调节窦状血管化和调节T（Treg）细胞活性中的作用。