激素是一類重要的化學信使，它們被分泌進入血液，并作用于遠端靶組織，從而協調生長、生殖、代謝等基本生理過程。與激素產生或作用異常相關的疾病，如 1 型和 2 型糖尿病、肥胖癥和甲狀腺疾病 等 ，影響著全球數百萬人 ， 其中許多目前缺乏治愈方法或有效的長期治療方案 。過去， 人們對內分泌系統的理解主要來自傳統內分泌腺體 。近幾十年來，越來越多的激素被發現，提示許多此前并不被認為具有內分泌功能的組織，如脂肪組織、腸道和免疫系統，也參與 內分泌調節 。

然而，傳統內分泌研究多聚焦于單一激素、單一受體、單一靶器官或特定疾病。對于激素這類跨組織、長距離作用的信號分子而言，其究竟由哪些細胞產生、又作用于哪些細胞，不同組織之間如何通過激素信號相互交流，仍缺乏系統性的細胞層面認識。這也使得我們難以從整體上理解內分泌系統的運行邏輯，限制了對相關內分泌代謝疾病機制及潛在治療靶點的深入探索。

為了應對這一難題，近 日，劍橋大學 代謝 科學 研究 所Sadaf Farooqi教授 和劍橋干細胞研究所Sarah Teichmann教授團隊 （ 共同 一 作 費麗江 、 Isabel Huang-Doran ）于 Science 在線發表文章 A Hormone Cell Atlas maps the human endocrine system at cellular resolution 。該研究 整合大規模單細胞與單核 轉錄組 數據，并結合人類激素及其受體數據庫，繪制出迄今最全面、最精細的人類激素細胞圖譜；預測了全身范圍內哪些細胞會產生特定激素，以及這些激素作用于哪些細胞；同時描繪了遠距離內分泌反饋環路，并在細胞類型分辨率下定位了與單基因內分泌和代謝疾病相關基因的表達位置（圖1）。 該研究 為 系統探索激素作用提供了強大的全新框架， 可作為內分泌疾病機制和生理研究的重要參考，并為治療靶點的識別與驗證提供指導 。

具體而言， 研究人員整合了來自 100 多項研究的單細胞與單核 轉錄組 數據，覆蓋 47 種健康成人組織、 1000 多名供體、 1400 萬個細胞和細胞核，以及約 2000 種細胞類型。同時，團隊建立了一個由專家 人工 整理、包含 1 6 0 多種激素及其受體的數據庫，并開發了新工具 hormone2cell 。該工具將激素合成與接收信息轉化為可計算框 架，結合邏輯門思想、表達過濾和信號強度評分，從單細胞或單核數據中推斷激素產生和激素接收細胞類型，為系統解析跨組織激素通訊提供了關鍵技術支撐。

圖 1 激素細胞圖譜的構建 概覽

圖譜顯示， 激素信號遠不止發生在胰腺、甲狀腺、腎上腺和垂體等經典內分泌腺體中。免疫系統、脂肪組織、血管和心臟等傳統上并不被認為具有典型內分泌功能的組織，也廣泛參與激素信號傳導，提示人類內分泌系統比過去認識的更加復雜和分散。

有趣的是，研究人員 發現了激素信號與免疫功能之間此前未被充分認識的聯系 。例如，分泌素 （ secretin ） 這一經典腸道激素的基因，竟然在參與抗病毒免疫反應的漿細胞樣樹突狀細胞 （ pDCs ） 中表達。進一步研究顯示， 在 COVID-19 相關數據以及模擬病毒感染后被激活的 pDC s 中 ，分泌素基因表達均升高，提示其可能參與人體對感染的反應 （圖 2 ） 。 這一發現拓展了人們對分泌 素功能 及激素 - 免疫互作的認識 。

此外 ，激素細胞圖譜也為研究激素類療法、肥胖及罕見內分泌代謝病提供了新的線索。研究團隊發現，肥胖治療藥物相關靶點 GLP1R 和 GIPR 在心臟的心肌細胞和起搏細胞中共同表達， 提示這類藥物可能對心臟產生直接影響 。通過整合 9 個人類脂肪細胞數據集， 研究還揭示了脂肪細胞在分化過程、不同解剖部位以及肥胖狀態下的動態內分泌 重塑 。與此同時，團隊繪制了 400 多個單基因內分泌和代謝疾病相關基因 的表達圖譜， 預測了這些基因在不同組織中的表達位置，為理解罕見內分泌代謝病機制和探索潛在治療方向提供了 寶貴機會 。

如果說人類細胞圖譜回答的是 “ 人體由哪些細胞組成 ” ，那么激素細胞圖譜進一步 追問 “ 這些細胞如何通過激素進行遠距離對話 ” 。 作為一個開放且可擴展的資源，這一圖譜不僅展示了人類內分泌系統的廣度與復雜性，也為理解激素作用及其疾病相關性提供了一個強大的新框架 。 這些知識對于預防和治療代謝疾病、改善相關患者的生活至關重要 。

劍橋大學 代謝 科學 研究 所 Sadaf Farooqi 教授 和 劍橋 干細胞研究所 Sarah Teichmann 教授 為文章的通訊作者， 博士后費麗江和 Isabel Huang-Doran 為共同第一作者 ，其他合作方還包括 英國 桑格 研究所 、德國 科隆大學 、 澳大利亞 QIMR Berghofer 醫學研究所 等。

圖 2 基于預測的人類分泌素在感染過程中發揮作用的假設模型

原文鏈接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeb2672

制版人： 十一

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