小儿细胞图谱将映射单细胞变化以更深入地了解儿童健康和疾病

生物医学研究人员计划创建儿科细胞图谱(PCA)，这是一种强大的新资源，可用于对人类生长和发育进行细粒度的科学理解。借助最近技术的巨大进步，Atlas将通过在单细胞水平(生物学的基本单元)基准上对健康和异常组织进行基准测试，为儿童的独特生物学提供前所未有的窗口。

“儿科医生熟悉'儿童不仅仅是小成人'的口号，”第一作者，费城儿童医院(CHOP)生物医学和健康信息学系生物信息学主任Deanne M. Taylor博士说。宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院儿科助理教授。“儿童的疾病，症状，结局和疗法往往是年龄依赖性的，与生理学，表现和药物反应的差异相比，成人中发生的那些。通过这个Atlas，我们将有一个标准的参考工具，显示在不同的年龄，哪些细胞正在为孩子健康成长而努力。“

泰勒是3月28日在线发展细胞期刊上关于PCA的开放获取视角文章的第一作者和相应作者。她的共同第一作者是辛辛那提儿童医院生物医学信息学部的Bruce J. Aronow博士。医学中心和CHOP研究员Kai Tan博士，也是Penn Medicine的博士。其他共同作者代表波士顿儿童医院，儿童国家医疗中心，比阿特丽克斯儿童医院和国立卫生研究院等几家机构。泰勒补充说，PCA旨在汇集全球儿科研究人员联盟，以创建儿童健康的高清视图。

大多数父母都熟悉生长图表，儿科医生会定期记录孩子的身高和体重，与全国平均水平相比较。PCA将编制年龄匹配的健康儿童组织和器官发育轨迹，参考细胞分化和细胞信号传导的关键数据模式。这些轨迹将为研究人员提供一个标准，以便更好地了解儿童疾病何时以及如何与这些模式分离，因为遗传因素，环境因素或两者兼而有之。

总体而言，对儿科研究的支持落后于对成人健康研究的支持，相应的突破性生物医学发现滞后并转化为儿童临床治疗。

在解决与其自身强大的儿科研究计划的这种差异的同时，CHOP还将其工作放在更广泛的寿命医学背景中 - 认识到胎儿与成人连续体的健康和疾病的进展。许多终身慢性疾病，例如糖尿病，哮喘和神经精神疾病，在儿童期或青春期首先变得明显，因此在儿童时期设计或改善干预措施可以产生终生的益处。PCA将为推进此类努力提供关键证据。

从历史上看，研究人员通过测量活性基因和蛋白质的水平从大量组织样本中提取了大量细胞和遗传数据。可用的大量数据测量在捕获细胞类型，细胞任务和细胞阶段的多样性方面是低分辨率的。泰勒说：“我们不能假设一个组织中的所有细胞，甚至是组织的一个部分都在做同样的工作。”“一些细胞类型，如干细胞，可能存在的数量非常少，但可能正在执行关键任务。细胞也可能在不同阶段执行不同的任务，但这些细节可能会在大量数据的噪音中丢失。”

相反，单细胞分析将组织分离成单个细胞，并分析每个细胞的分子特征。在过去几年中已经可用的技术结合了新一代测序和大规模并行处理，例如单细胞的RNA测序。泰勒说，单细胞研究开辟了细胞生理学和功能的高清视图，将扩大对健康和疾病的科学认识 - 特别是在生长发育正在进行的动态童年时期。

PCA将成为更广泛的国际联盟 - 人类细胞地图集(HCA)的一部分，该联盟于2016年举行了初步规划会议.HCA计划的两位联合创始人，Broad研究所的Aviv Regev博士和博士Wellcome Sanger研究所的Sarah Teichmann是当前PCA论文的共同作者。

PCA将在成员之间以及与全球其他研究人员共享数据。它还将数据存储在HCA的存储库中，泰勒表示，生物研究人员可以在不同的中心使用相关的生物银行和数据存储库。随着PCA向前发展，它将发展其整体组织，数据系统和多个项目，包括特定器官和疾病领域的试点研究，如儿童癌症。

“最终，研究人员将利用单细胞数据的知识，更深入地了解器官的发育和功能，更好地为精准治疗提供信息，以促进儿童的健康，”泰勒补充道。