บรรลุเป้าหมายสำคัญในการเดินทางเพื่อทำแผนที่เซลล์ทุกประเภทในร่างกายมนุษย์ ที่ซึ่งดำเนินการมาเป็นเวลาแปดปีแล้ว ในวันนี้ได้เปิดเผยขั้นตอนสำคัญหลายประการข้างหน้า ซึ่งรวมถึงแผนผังลำไส้ของมนุษย์ที่ดีที่สุดเท่าที่เคยมีมา และข้อมูลเชิงลึกที่ไม่เหมือนใครเกี่ยวกับวิธีการสร้างโครงกระดูกของเรา ในที่สุด จุดมุ่งหมายคือการร่างแผนที่สำหรับเซลล์ที่ไม่ซ้ำกันทุกประเภท และนั่นจะต้องการข้อมูลจากเซลล์หลายพันล้านเซลล์อย่างแท้จริง
“นี่เป็นช่วงเวลาที่สำคัญสำหรับชุมชน HCA ในขณะที่เราก้าวไปสู่การบรรลุร่างแผนที่เซลล์มนุษย์ฉบับแรก” ดร. อาวีฟ เรเจฟ ประธานร่วมผู้ก่อตั้ง HCA กล่าวในคำแถลง- “แผนที่ขนาดใหญ่ที่ขับเคลื่อนโดยชุมชน เป็นตัวแทนระดับโลก และแผนที่ที่ดูแลจัดการอย่างเข้มงวด จะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและยังคงสามารถเข้าถึงได้สำหรับทุกคน เพื่อพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับร่างกายมนุษย์ด้านสุขภาพและการรักษาโรค”
ศาสตราจารย์ Sarah Teichmann ประธานร่วมผู้ก่อตั้ง กล่าวถึงเป้าหมายสุดท้ายของโครงการนี้ว่า “สำหรับชีววิทยาของเซลล์” โดยเฉลี่ยแล้วร่างกายประกอบด้วยเซลล์มากกว่า 37 ล้านล้านเซลล์ แบ่งออกเป็นประเภทนับไม่ถ้วนพร้อมหน้าที่พิเศษและสำคัญ การพยายามรวบรวมความซับซ้อนทั้งหมดนี้ไว้ในแหล่งข้อมูลเดียวถือเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ แต่การติดตามสำหรับผลลัพธ์ที่รายงานในวันนี้ในแคชของเอกสารใหม่ทำให้เราเข้าใกล้มันไปอีกขั้นหนึ่ง
การทำแผนที่ลำไส้ของมนุษย์
เป็นหัวข้อที่ร้อนแรงในขณะนี้ และด้วยเหตุผลที่ดี เราเรียนรู้มากขึ้นทุกวันเกี่ยวกับและผลกระทบต่อสุขภาพ ข้อมูลแนะนำคนหนุ่มสาวกำลังเป็นมะเร็งลำไส้ใหญ่มากขึ้นเรื่อยๆ และแรงผลักดันในการทำความเข้าใจและรักษาโรคเรื้อรังให้ดีขึ้นเช่น(IBD) ดำเนินต่อไป
เมื่อเทียบกับฉากหลังนี้ เอกสารฉบับหนึ่งในคอลเลกชันใหม่เผยให้เห็นแผนที่ที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยมีมาเกี่ยวกับลำไส้ของมนุษย์ โดยรวบรวมข้อมูลจากเซลล์ 1.6 ล้านเซลล์
เพื่อนร่วมงานนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของเราชอบที่จะอ้างสิทธิ์ในมงกุฎสำหรับภาพถ่ายทางวิทยาศาสตร์ที่สวยงามที่สุด แต่เราคิดว่าสิ่งเหล่านี้ทำให้พวกเขาต้องแลกกับเงินของพวกเขา
เครดิตรูปภาพ: Grace Burgin, Noga Rogel และ Moshe Biton, หอดูดาวเซลล์ Klarman, Broad Institute
ระบบทางเดินอาหาร (GI) เริ่มต้นที่ปาก ซึ่งอาหารเข้าสู่ร่างกาย และต่อเนื่องผ่านอวัยวะย่อยอาหารทั้งหมด รวมถึงกระเพาะอาหารและลำไส้ ไปสิ้นสุดที่ทวารหนัก โรคที่ส่งผลกระทบต่อระบบทางเดินอาหารส่งผลกระทบต่อผู้คนหลายล้านคนทั่วโลก แต่การวิจัยยังขาดมาตรฐาน และการใช้ระบบการติดฉลากที่แตกต่างกันในการศึกษาต่างๆ ทำให้เกิดความสับสน
ทรัพยากรใหม่นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อยุติสิ่งเหล่านั้นทั้งหมดด้วยการสร้างเครื่องมือที่ได้มาตรฐานและใช้งานได้ฟรี ซึ่งรวมถึงข้อมูลเซลล์เดียวและข้อมูลเชิงพื้นที่สำหรับเซลล์ลำไส้ ซึ่งสร้างขึ้นโดยการรวมชุดข้อมูลที่แตกต่างกัน 25 ชุด
ส่วนหนึ่งของลำไส้ของมนุษย์ในโรคลำไส้อักเสบ
เครดิตรูปภาพ: A. Oliver, N. Huang, R. Li และคณะ (2024)
“ข้อมูลเชิงพื้นที่และเซลล์เดี่ยวให้ข้อมูลพิเศษเกี่ยวกับวิธีการที่เซลล์ลำไส้มีปฏิกิริยากัน ซึ่งสามารถใช้เพื่อรวบรวมความเข้าใจในเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการทำงานของร่างกายมนุษย์ต่อไป” ดร. อแมนดา โอลิเวอร์ ผู้เขียนคนแรกอธิบายในคำแถลง-
“การรวมชุดข้อมูลเซลล์เดียวที่มีอยู่ช่วยให้เราสามารถสร้างภาพลำไส้ของมนุษย์ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น และช่วยให้มั่นใจได้ว่านักวิจัยสามารถทำงานร่วมกันเพื่อให้เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ต่อไปได้ นอกจากนี้ Gut Cell Atlas ของเรายังสอดคล้องกันและเข้าถึงได้ฟรี และเราหวังว่าผู้คนจะยังคงต่อยอดสิ่งนี้ต่อไป โดยเป็นการเพิ่มข้อมูลเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกนำไปใช้ได้”
ต่อมเยื่อบุผิว Metaplastic ในเนื้อเยื่อจากลำไส้ที่ได้รับผลกระทบจากโรคลำไส้อักเสบ
เครดิตรูปภาพ: A. Oliver, N. Huang, R. Li และคณะ (2024)
ในการศึกษาของพวกเขา Oliver และทีมงานได้ระบุประเภทของเซลล์ลำไส้ที่ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับวงจรของการอักเสบที่ดูเหมือนว่าจะมีส่วนทำให้เกิด IBD บางประเภท โดยเสนอความเป็นไปได้ในการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซลล์เหล่านี้และกำหนดเป้าหมายด้วยการรักษาใหม่
โครงกระดูกของคุณเติบโตได้อย่างไร?
เคยสงสัยบ้างไหมว่ามนุษย์ที่กำลังพัฒนาเปลี่ยนจากกลุ่มเซลล์ไปเป็นทารกในครรภ์ที่มีโครงกระดูกสมบูรณ์ได้อย่างไร เอกสารใหม่อีกฉบับหนึ่งได้กำหนด “พิมพ์เขียว” ฉบับแรกของการพัฒนาโครงกระดูกมนุษย์ โดยไม่เพียงแต่มีความหมายสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับชีววิทยาพัฒนาการและการตั้งครรภ์เท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับเงื่อนไขต่างๆ เช่น โรคข้ออักเสบ
ทีมวิจัยใช้เทคโนโลยีการถอดรหัสเชิงพื้นที่ที่ทันสมัย และพัฒนาเครื่องมือวิเคราะห์ข้อมูลใหม่ เพื่อทำแผนที่อย่างชัดเจนว่าแขนขาและกะโหลกศีรษะพัฒนาอย่างไรในช่วงสัปดาห์ที่ 5 ถึง 11 ของการตั้งครรภ์
พวกเขาสังเกตว่ากระดูกอ่อนเติบโตก่อนอย่างไร โดยสร้างโครงสำหรับให้กระดูกก่อตัวขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ทุกที่ยกเว้นส่วนบนสุดของกะโหลกศีรษะ หากคุณเคยอยู่ใกล้เด็กทารก คุณจะรู้ว่าพวกเขามี "จุดอ่อน" บนศีรษะซึ่งกระดูกกะโหลกศีรษะยังไม่หลอมรวมกัน ทั้งนี้เพื่อให้มีพื้นที่สำหรับที่จะเติบโตต่อไป แต่บางครั้งมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น และ Gap ก็ปิดเร็วเกินไป เงื่อนไขนี้เรียกว่า craniosynostosis เป็นเพียงสิ่งหนึ่งที่ Atlas ใหม่ช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้น
อีกประการหนึ่งคือโรคข้อเข่าเสื่อมซึ่งองค์การอนามัยโลก(WHO) ประมาณการว่าส่งผลกระทบต่อผู้คน 528 ล้านคนทั่วโลกในปี 2562 ในการวิจัย ทีมงานพบว่าตัวแปรทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับสะโพกและโรคข้ออักเสบเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเซลล์กระดูกและกระดูกอ่อนในระยะเริ่มแรกตามลำดับ
และยังมีการนำ "พิมพ์เขียว" ใหม่เหล่านี้ไปประยุกต์ใช้ที่สำคัญอีก นั่นคือ สามารถใช้เพื่อประเมินว่ายาอาจส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตของกระดูกหรือไม่ หากใช้ในระหว่างตั้งครรภ์ ในการศึกษานี้ ทีมงานได้เน้นย้ำถึงยา 65 ชนิด ซึ่งได้รับการอนุมัติให้ใช้แต่ไม่แนะนำสำหรับสตรีมีครรภ์ และแสดงให้เห็นว่ายาเหล่านี้สามารถขัดขวางการพัฒนาโครงกระดูกได้อย่างไร
เป็นอีกครั้งที่นักวิจัยทุกคนสามารถเข้าถึงทรัพยากรนี้ได้อย่างอิสระ
“เรารู้สึกตื่นเต้นที่ได้สร้างแผนที่ multi-omic แรกของโครงกระดูกมนุษย์ที่กำลังพัฒนา ซึ่งเป็นสิ่งที่มีศักยภาพมากมายในการทำความเข้าใจว่ากระดูกของเราเติบโตได้อย่างไร และรักษาสภาพที่อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งนี้” ดร. แจน แพทริค เพตต์ ผู้เขียนร่วมคนแรกกล่าว ในคำแถลง-
HCA จะเป็นอย่างไรต่อไป?
นี่เป็นเพียงไฮไลต์บางส่วนจากคลังบทความมากกว่า 40 ฉบับที่เผยแพร่ในวันนี้ ซึ่งคงเป็นไปไม่ได้ที่จะดูคอลเลคชันทั้งหมด ซึ่งรวมถึงข้อคิดเห็นเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ HCA เพื่อความเท่าเทียมทางวิทยาศาสตร์มากขึ้นโดยการรวมตัวอย่างจากประชากรที่ด้อยโอกาส ตัวอย่างเช่น และวิธีปัญญาประดิษฐ์ () กำลังถูกนำมาใช้เพื่อช่วยในการวิจัย แปดปีผ่านไปแล้ว แต่งานยังไม่จบ
“การรวบรวมเอกสารสำคัญจากชุมชน Human Cell Atlas ระหว่างประเทศ ตอกย้ำความก้าวหน้าอันยิ่งใหญ่ในการทำแผนที่เซลล์มนุษย์ทุกชนิด และการเปลี่ยนแปลงของพวกมันเมื่อเราโตขึ้นและอายุมากขึ้น”แสดงความคิดเห็นดร. เจเรมี ฟาร์ราร์ หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ WHO “ข้อมูลเชิงลึกที่เกิดขึ้นจากการค้นพบเหล่านี้กำลังเปลี่ยนความเข้าใจของเราในเรื่องสุขภาพและโรคภัยไข้เจ็บ โดยปูทางสู่การเปลี่ยนแปลงคุณประโยชน์ด้านสุขภาพที่จะส่งผลกระทบต่อชีวิตผู้คนทั่วโลก”
เอกสารเหล่านี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Portfolio ต่างๆ สามารถเข้าถึงคอลเลกชันทั้งหมดได้ที่นี่-
