2024年12月13日,顶级刊物Nature公布了2024年度最佳科学图片。荣誉榜单中,一张由Natalia Pardo Lorente及其团队在基因组调控中心(CRG)拍摄的类器官染色图片受到了特别关注。这张图片展示了由人多能结肠细胞构建的类器官,其中线粒体酶亚甲基四氢叶酸脱氢酶2(MTHFD2)被染成红色,揭示了它作为代谢酶的“第二职业”。
MTHFD2主要分布于线粒体,与细胞的生长和增殖密切相关。虽然其在细胞核和染色质中的定位已在多种癌细胞系中得到过报道,但其具体功能尚未明确。CRG的研究团队深入探索了患者来源的结肠癌类器官及健康结肠类器官,明确了MTHFD2在多能健康结肠类器官细胞核中的定位,并证实了其在细胞核的“第二职业”与细胞增殖活性相关。这一发现不仅限于癌细胞谱系,也为研究其他类型细胞提供新视角。
此外,CRG团队还发现,多种代谢酶在细胞分裂和DNA修复等过程中扮演了类似的“第二职业”角色。这些结果挑战了传统细胞生物学中对细胞区室之间界限和功能的认知,为癌症治疗和细胞生物学提供了新思路。类器官作为功能相近、结构相似的体外3D模型,已经成为研究生物分子生理功能的重要平台。
在2024年12月18日,中国工程院、科睿唯安及高等教育出版社共同发布了《全球工程前沿2024》。依托中国工程院的9个学部,基于数据库论文数据的挖掘与专家提名,该报告共选出了92项全球工程研究前沿。在医药卫生领域,“全组织细胞图谱”入围工程研究前沿,而“生物工程器官”及“肿瘤类器官芯片在药物筛选中的应用”则共同被列入工程开发前沿。
2024年初,Nature将人类细胞图谱(HCA)计划列为“本年度最值得期待的7大技术”之一。该计划由英国细胞生物学家Sarah Teichmann和Aviv Regev自2016年启动,汇集了来自近100个国家的3000名科学家的努力,旨在揭示人类细胞的多样性与复杂性。
2024年11月,HCA初步结果被集中发布,涉及骨骼、胎盘、大脑、胸腺、肺、血管及肠道等多个器官的分析。这一研究尤其在脑科学领域取得了突破,发布了人类神经类器官的细胞转录组图谱,标志着细胞图谱研究的重大进展。
同时,英国科学家利用人多能干细胞(hiPSC)和人胚胎干细胞(hESC)构建了产前人类皮肤的单细胞时空图谱,为研究皮肤发育机制与病理提供了重要数据。预计第一版完整的HCA将在2026年完成,未来的类器官将继续为细胞图谱的探索与构建提供支持。
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