本文摘要：实验中的80后教授郭国骥6万亿个微小、简单的细胞结构，构成了人的身体。非常简单说道，我们每个人，就是一堆细胞构成的；每一次排便、运动、思维，都是细胞在工作。 但是人们对细胞的理解却很少。人类迈进了新的一大步——昨天上线的知名学术期刊《CELL》（《细胞》）上，刊出了浙江大学医学院干细胞与再造医学中心郭国骥教授团队的研究成果，团队自律研发了低成本、高效率、几乎国产化的高通量单细胞测序平台Microwell－seq，并在短时间内利用这一平台建构了全球首个哺乳动物细胞图谱。

实验中的80后教授郭国骥6万亿个微小、简单的细胞结构，构成了人的身体。非常简单说道，我们每个人，就是一堆细胞构成的；每一次排便、运动、思维，都是细胞在工作。

但是人们对细胞的理解却很少。人类迈进了新的一大步——昨天上线的知名学术期刊《CELL》（《细胞》）上，刊出了浙江大学医学院干细胞与再造医学中心郭国骥教授团队的研究成果，团队自律研发了低成本、高效率、几乎国产化的高通量单细胞测序平台Microwell－seq，并在短时间内利用这一平台建构了全球首个哺乳动物细胞图谱。这将关上一场不可思议之旅，带上人类了解一个奇幻世界。

从“看”一群细胞到单个细胞细胞是生命的大于独立国家遗传单位。生命体从一个受精卵开始分化，渐渐发育成个体，细胞之间的差异更加大，分担有所不同的功能。即使完全相同功能的细胞也不存在差异，极端的例子是，肿瘤细胞最初乃是由一个长时间细胞的变异而来。

2017年10月，美国科学家牵头多国科学家启动“人类细胞图谱计划”，设想对人体中所有细胞展开分类和测序，系统刻画人体细胞图谱，并通过这把钥匙，来加剧对疾病诊断、监测、化疗的理解。Facebook创始人马克·扎克伯格出资反对了这项计划，并将其称作与“人类基因组计划”相媲美的国际科研项目。在过去几年的研究中，单细胞测序早已在检测肿瘤变异、产前诊断等方面展现辽阔前景。

传统的测序技术，“看”的是一组一组的、成群的细胞，“读书”到的是一堆细胞遗传信号的均值，因此单个细胞的特异性展现出更容易被忽视。而单细胞测序，则通过“读书”所取单个细胞的遗传信息，很好地应付细胞群体异质性的问题。正因如此，单细胞测序技术沦为各国科学家研究的热点，并更进一步推展了人类对于生命奥秘的理解。

“单细胞测序技术，使人类需要从单个细胞的视角上更加准确地解析细胞的分化、再造、凋亡以及恶性肿瘤。”郭国骥说道，“这类技术正在带给一场细胞检测、分类和检验的方法学革命”。单个细胞测序成本从百元降至两元在细胞图谱计划的勃勃雄心面前，技术近年来飞速发展，各国科学家都在争相研发高水平的单细胞测序平台。其中一个关键问题是：如何较慢高效地检测单个细胞，才能拼完这幅巨量的超级“积木”？郭国骥教授团队在《CELL》上，向全世界讲解了自己的方案：高通量的、低成本、操作者非常简单、几乎国产化的Microwell－seq单细胞测序平台。

“我们利用微孔矩阵、分子标记和扩充技术，高通量、高精度地构建单细胞水平分析，解决问题了传统测序中单个细胞核酸物质过于较少、更容易遗失、分析成本高的难题。”韩晓平博士（论文第一作者）向记者展出了一块边长3厘米的正方形薄片——这是一块琼脂糖做到的微孔板，“上面有10万个直径30微米的‘小坑’。”科学家再行用消化酶将一团比较紧实的细胞离解成单个细胞的悬浮液，然后灌入到琼脂糖微孔板上，“约有1万个细胞不会‘一个萝卜一个坑’地落到坑中。”这是第一步：捕捉单个细胞。

此后，科学家给每一个被捕捉的细胞张贴上“编号”。数万个直径25微米的磁珠落到坑中，挡住单个细胞，同时为标记上DNA索引。这是第二步，叫“磁珠索引”。

在打算索引磁珠的时候，课题组曾找遍全中国的生物技术公司，但没一家能做到。最后，是课题组自己制备的。第三步，就是常规的测序流程，解析每个细胞的传达序。

在郭国骥教授团队的这项技术中，测量的是单个细胞所有的mRNA，一种能翻译成蛋白的遗传物质。“从前分析一个细胞，大约必须100块人民币，而利用我们所研制的平台，将近2元，实验操作者也更加快捷、简单。”郭国骥说道，Microwell－seq技术平台终将推展前沿单细胞测序技术在基础科研和临床临床的普及和应用于。

绘制出有首个哺乳动物细胞图谱利用Microwell－seq技术平台，团队对来自小鼠有所不同生命阶段的将近50种器官的组织的40余万个细胞，展开了系统性的单细胞mRNA组分析，并建构了首个哺乳动物细胞图谱。郭国骥把这个图谱称作“细胞地图”。团队对小鼠的主要细胞类型，每一种器官内的组织细胞亚型、基质细胞亚型、血管内皮细胞亚型和免疫细胞亚型展开了详尽的叙述。研究找到，来自于有所不同的组织的基质细胞，享有几乎有所不同的基因表达特征，对的组织特异性微环境行使最重要的调节作用。

这提醒科学家，在的组织工程和器官修复过程中无法只考虑到组织细胞，必需同时修缮适当的基质细胞体系。“人类对于生命的理解就像对浩淼宇宙的探寻，单细胞测序，彰显我们更加类似的‘观测’手段，去探寻生命体‘星空’中未曾找到的最重要物质。”郭国骥说道。

“科学家可以利用这一平台积极开展细胞命运要求的机制性研究，将给再造医学的重制前细胞检验以及临床疾病的细胞水平临床带给深远影响的影响。”校对过程中，《CELL》的三位评审专家一致性地得出了“impressive”（令人钦佩的）评价，并指出“小鼠图谱终将沦为用途普遍的生物数据资源”。科学界指出，小鼠细胞图谱的已完成也将对下一步人类细胞图谱的建构带给指导性意义，并惠及细胞生物学、发育生物学、神经生物学、血液学和再造医学等多个领域。

“我们团队实质上是以一己之力已完成了一个庞大的工程，期望大家对我国的生命科学产业、技术和科学家有信心。中国人几乎有能力、有技术绘制一张华人自己的细胞图谱。”郭国骥说道，“这项单细胞测序技术成本便宜，而且所有试剂和材料都构建了几乎国产，商业化前景非常广阔。

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