研究人员绘制了七鳃鳗单细胞转录组图

雷氏七鳃鳗作为目前无颌动物的代表，是从无颌动物向脊柱动物进化而来的一种过渡类型，被称为研究脊柱动物进化的重要模式生物。

近日，华大生命科学研究所、辽宁师范大学鳃鳗研究所等单位在华大自主研发DNBelabelabe的基础上，发布了《自然通信》的最新研究成果。 C4和选择单细胞RNA测序和单核RNA测序技术，DNBSEQ测序平台构建了七鳃鳗所有器官的单细胞转录组图，系统地分析了七鳃鳗在免疫系统和脂肪分解中的细胞多样性和进化特征。

该团队收集了血液、肌肉、肝脏、心脏、大脑等14种组织样本，测量了604、460个细胞，识别了70种细胞类型，成功绘制了迄今为止最完整的鳃鳗细胞地图，揭示了其细胞组成的系统发育关系。

在这个结果中，团队发现类胰岛细胞和腺泡细胞存在于七鳃鳗的肠道中，包括92个胰岛样细胞和哺乳动物胰腺。β细胞相似，689个腺泡样细胞的功能与哺乳动物的胰腺泡样细胞相似。这表明，七鳃鳗可能通过肠道承担部分胰腺功能，为了解脊柱动物胰腺的进化提供了新的视角。

通过对鳃鳗免疫细胞的深入分析，该团队识别了280636个免疫细胞。其中，研究人员在鳃鳗细胞中发现了一种关键的免疫蛋白质——NATTERIN，并将其定位为脂滴(细胞器，为代谢需求提供能量)。

进一步研究发现，NATERIN蛋白不仅是先天性免疫系统的一部分，而且还可能参与脂肪的分解和调整，特别是在将储存能量的白色脂肪转化为棕色脂肪产生热量的白色脂肪的棕色过程中。

为了探索NATTERIN蛋白的功能，研究小组在小鼠体内建立了NATTERIN转基因模型，并通过高脂肪饮食进行诱导。数据显示，在NATTERIN蛋白表达的小鼠腹股沟白脂中，发现了大量类似棕色脂肪细胞的多房脂肪滴。而小鼠产热蛋白-UCP1的高性能反映了白脂肪向棕色脂肪的转化。

通过NATTERIN蛋白注射实验，团队发现其减肥效果与奥利司其他相似，NATERIN蛋白剂量无明显毒性，不会引起炎症或器官损伤，表明其在代谢调节中的安全性和潜在药用价值。

华大生命科学研究院研究员、论文通讯作者范广义说：“七鳃鳗的细胞图为脊椎动物进化的分析提供了前所未有的数据支持，而NATERIN蛋白在脂肪分解中的作用为治疗代谢性疾病提供了新的目标。”。

研究结果将在脊柱动物进化、免疫系统功能分析、脂肪分解控制、新的肥胖干预策略等领域发挥重要作用。