Sci Transl Med：科学家有望利用单细胞基因组学技术来加速人类肺部疾病药物的开发

肺部疾病的药物的开发是非常复杂的，大多数测试新型药物的临床试验都失败了，因为实验室模型并不能准确复制人体生理学特征。目前研究人员在实验室的培养皿中利用一种或两种不同的细胞类型，就能在高度人工的条件下来模拟特定的分子途径，这种简单的系统不能完全复制肺部的组织环境，因此这些实验室模型缺乏与治疗相关细胞间通讯通路的代表。

近日，一篇发表在国际杂志Science Translational Medicine上题为“Ex vivo tissue perturbations coupled to single-cell RNA-seq reveal multilineage cell circuit dynamics in human lung fibrogenesis”的研究报告中，来自德国的科学家们利用新型实验模型来研究肺部疾病，即所谓的人类精确切割肺部切片（hPCLS，human precision-cut lung slices），这些是肺部组织的薄片，或能用于实验室的研究中。

为了产生hPCLS，研究人员通过对因肺部疾病接受手术的患者机体中获得的肺部组织进行研究，随后这些组织被切成薄片，且能在实验室中存活，hPCLS具有保留肺部完整细胞多样性和天然三维结构的独特优势。随后研究人员对hPCLS中的所有细胞进行了深入分析，从而大大提高了对这种肺部疾病模型的可能性和使用情况。研究人员利用单细胞基因组学（能记录单一细胞中的基因活性）来分析经过特定实验和治疗后hPCLS中所有细胞的活性。

科学家有望利用单细胞基因组学技术来加速人类肺部疾病药物的开发。

图片来源：Science Translational Medicine (2023). DOI:10.1126/scitranslmed.adh0908

研究人员利用有关hPCLS的最新指示来理解肺部纤维化患者机体中所发生的疾病特异性细胞活性如何在hPCLS模型系统中被有到，以及这些疾病特异性的细胞状态如何被不同的抗纤维化药物所影响；研究人员计算整合了来自多个患者队列的单细胞转录组学数据库，并利用基于人工智能的转移学习手段来理解细胞因子和药物治疗在hPCLS模型中所诱导的细胞状态与在健康和疾病状态下人类肺部细胞图谱进行比较。

人类肺部细胞图谱是一张详细描述人类肺部组织内所有细胞特性的综合图谱，这项研究中研究人员所提出的新方法和见解能展示实验性研究在hPCLS中的力量，从而就能帮助分析组织稳态、再生和病理学分析。研究者Schiller说道，目前我们正在致力于进行大规模的hPCLS扰动实验，从而更多地学习健康和疾病状态下肺部组织状态的调节机制，并提供了一种在人类肺部组织中直接进行药物测试的实验模型，最终，这些研究努力或许有望显著加速新型疗法的开发。

综上，本文研究为自己在人类肺部组织中进行干扰单细胞组学研究提供了一种实验性框架，其或许能促使组织稳态、再生和病理分析成为可能，而且hPCLS有望为可扩展的高分辨率药物测试提供一种途径来加速抗纤维化药物的开发和转化。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

NIKLAS J. LANG,JANINE GOTE-SCHNIERING,DIANA PORRAS-GONZALEZ, et al. Ex vivo tissue perturbations coupled to single-cell RNA-seq reveal multilineage cell circuit dynamics in human lung fibrogenesis, Science Translational Medicine (2023). DOI:10.1126/scitranslmed.adh0908