一个雄心勃勃的项目在2016年启动，该项目在生物学面临的最大挑战之一上取得了突破——超过3600位研究人员对超过一亿个细胞进行了描绘。

每个人体都是由超过37万亿个细胞组成的精密乐团。绘制这个鲜为人知的世界是生物学面临的最大挑战之一——科学家们表示，他们刚刚取得了重大突破。从2016年开始启动的一项雄心勃勃的项目中，来自100多个国家超过3600名研究人员分析了超过1亿个细胞，来自超过1万人的样本，以制作人体内每种细胞的地图集。根据最新更新，这项计划旨在为人体内每一种细胞制作地图。新研究基于这些发现，发表在周三的《自然》和姐妹期刊上的几篇论文，代表了对人体理解的“飞跃”。这项工作与人类基因组计划规模和范围相似，该计划耗时二十年完成。人类细胞 Atlas 计划的研究人员将细胞生物学知识比作“15世纪的地图”。现在多年后，地图的分辨率更高。这就像谷歌地图，可以看到高清晰的真实地形，再在上面有街道视图告诉你那里发生的事情，甚至可以看到行驶模式，比如动态变化。这就像我们在一天中发生的变化。”她补充说。“这就是我们取得的飞跃......但我们还有工作要做。”一个挑战是不同种类的细胞在显微镜下可能看起来形态上无法区分，但在分子水平上却有很大差异。更重要的是，随着人类年龄的增长和外部环境的影响，细胞也会发生变化。单细胞测序技术的进步使科学家能够通过分析RNA来了解单个细胞中基因的开关状态。这种技术结合强大的计算和人工智能方法，使研究人员可以为每种细胞类型创建身份证。科学家们一度认为只有大约200种不同的细胞类型。现在他们知道有数千种。这个联盟正在构建18个生物网络的地图，其中最复杂的网络是大脑，第一批完整的手稿将于2026年出版。细胞图谱的目标是填补基因、疾病和治疗之间的空白。“这是一段令人难以置信令人兴奋的旅程，就我们对人体旅程的探索以及对细胞的新发现而言，”剑桥大学剑桥干细胞研究所的Sarah Teichmann教授说。周三公布的里程碑包括绘制了肠道的所有细胞；制作了人体骨骼在子宫内形成的蓝图；了解了胸腺的基本结构，该器官在免疫系统功能方面起着关键作用；绘制了胎盘的分子结构；并建立了人类血管细胞图谱。“包括口腔到食管、胃、肠和结肠在内的胃肠道组织图谱显示了1.6亿个细胞的数据，”英国威康森脑健康研究所的研究员Ken To说。“发现了与早期骨细胞中活跃的某些基因有关的因素，这些因素可能与成年后髋关节炎的风险增加有关。”该图谱可以帮助人们更清楚地了解骨骼的形成过程以及它如何影响像骨关节炎这样的疾病。“如果我们能更好地理解骨骼的形成过程，以及它如何影响像关节炎这样的疾病，那么将来可能会找到新的治疗方法。”在一份声明中说。英国科学家罗伯特·虎克在1665年通过显微镜观察软木塞时发现了细胞。他使用“cell”这个词是因为死软木塞的纤维素壁形成的图案让他想起了修道士使用的格子状单元。然而，经过两百年后，科学家们最终明白了细胞是人体最基本的单位。人类细胞图谱项目不同于以前的基因组草图主要基于单一个体。这个细胞图谱旨在具有全球代表性，并涉及世界各地的研究人员和人体组织样本。这个项目已经取得了一些重大突破，包括发现呼吸道中一种名为“离子细胞”的先前未知的细胞类型。研究这种稀有的细胞类型可能为治疗囊性纤维化等遗传性疾病开辟新的途径。在新冠疫情期间，人类细胞图谱社区利用现有数据发现鼻子、眼睛和嘴巴是最容易感染的部位。