2024年12月13日,顶尖期刊Nature公布了2024年度最佳科学图片。众多作品中,一张由Natalia Pardo Lorente/基因组调控中心(CRG)提交的类器官染色图片脱颖而出。这张图展示的人多能结肠细胞类器官中,线粒体酶亚甲基四氢叶酸脱氢酶2(MTHFD2)被染成红色,揭示了该代谢酶在细胞核中的“第二职业”。MTHFD2主要位于线粒体,与细胞的生长和增殖密切相关。尽管其细胞核和染色质定位在多种癌细胞系中已有报道,但其功能一直未得到充分阐述。CRG研究团队通过使用来自患者的结肠癌类器官及健康结肠类器官,成功定位MTHFD2于多能健康结肠类器官的细胞核,并证实其在细胞核中的功能与活跃的增殖细胞状态相关,这一发现并不局限于癌症谱系。
除MTHFD2外,CRG还发现了多种参与能量产生和核苷酸合成的代谢酶在细胞分裂和DNA修复等过程中也担当“第二职业”。这一结果表明,线粒体、细胞质及细胞核等子室之间的功能边界并不像传统认知那样严格,这一发现挑战了细胞生物学中的长期范式,为癌症治疗开辟了新的思路。类器官作为功能相近、结构相似的体外3D模型,已成为研究生物大分子生理功能的重要平台。本次Nature选择类器官染色图作为年度最佳科学图片,强调了类器官作为研究模型平台的直观性与重要性。
2024年12月18日,中国工程院与科睿唯安及高等教育出版社在北京联合发布了《全球工程前沿2024》。该报告依托中国工程院的九个学部,基于数据库的文献数据挖掘及业内专家的提名,共选出了农业、医药卫生、化工冶金等九个领域的92项全球工程研究前沿和92项全球工程开发前沿。在医药卫生领域,“全组织细胞图谱”被选为工程研究前沿。而在工程开发前沿中,“生物工程器官”和“肿瘤类器官芯片在药物筛选中的应用”双双入选。
2024年初,Nature将人类细胞图谱(HCA)计划选为“本年度最值得期待的7大技术”之一。该计划自2016年起由英国细胞生物学家Sarah Teichmann和Aviv Regev发起,吸引了近100个国家约3000名科学家的参与,旨在全面揭示人类细胞的多样性与复杂性。2024年11月,HCA的初稿在Nature及其系列子刊同时发布,报道了包括骨骼、胎盘、大脑等在内的多种器官或系统的分析结果和发现。
在脑科学领域,论文“An integrated transcriptomic cell atlas of human neural organoids”提供了迄今为止最完整的人神经类器官细胞转录组图谱。这项研究利用人多能干细胞(hiPSC)生成的人神经类器官,通过整合多种单细胞转录组数据,涵盖超过170万个细胞,助力多种细胞类型及神经系统疾病模型的注释,为临床研究奠定基础。与此同时,英国科学家首次创造了产前人类皮肤的单细胞时空图谱,为皮肤发育机制的理解与相关疾病研究提供了新的视角。预计最终版的完整HCA将在2026年完成。
在生物医疗领域,这些研究成果不仅推动了基础科学的进展,也为临床应用奠定了理论基础。作为未来的新兴研究方向,类器官在细胞图谱的探索与构建中,将持续发挥重要作用。为了有效地促进该领域的发展,品牌Z6·尊龙凯时将继续关注相关进展,并致力于推进相关技术的应用与研究,为生物医疗行业的未来贡献力量。