科技日報(bào)訊(記者羅云鵬)1月17日，記者從華大生命科學(xué)研究院獲悉，該院利用細(xì)胞組學(xué)和質(zhì)譜檢測技術(shù)，對登山者在攀登過程中的多組學(xué)變化進(jìn)行分析，揭示了高海拔攀登過程中人體免疫系統(tǒng)和代謝的動態(tài)變化，為理解高海拔環(huán)境對人體的影響提供新視角。相關(guān)研究于近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞報(bào)告》上。

2022年，華大啟動“珠峰行動計(jì)劃”，到2024年完成對包括珠峰在內(nèi)的高海拔山峰攀登。其間，該計(jì)劃收集志愿者登山的生物樣本和數(shù)據(jù)，用單細(xì)胞多組學(xué)等前沿技術(shù)探索人體適應(yīng)機(jī)制。

為深入探討高海拔登山過程中人體免疫和代謝的變化，研究團(tuán)隊(duì)對11名登山者攀登過程中的5個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)性樣本分析，包含375722個(gè)免疫細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序，以及血漿中309種代謝物和717種復(fù)雜脂質(zhì)的質(zhì)譜檢測。基于此，團(tuán)隊(duì)成功繪制了登山者外周免疫細(xì)胞的單細(xì)胞圖譜，并發(fā)現(xiàn)其免疫細(xì)胞的組成在登山過程中產(chǎn)生顯著變化。

研究團(tuán)隊(duì)還對主要免疫亞群進(jìn)行了詳細(xì)的亞聚類分析，觀察登山者在高海拔適應(yīng)期與極端攀登期中，免疫細(xì)胞比例、基因表達(dá)、功能通路和轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的動態(tài)變化。

結(jié)果表明，關(guān)鍵細(xì)胞亞群的功能特征發(fā)生了顯著變化：在高海拔適應(yīng)期，髓系細(xì)胞亞群中的炎癥反應(yīng)下調(diào)，而CD8+T細(xì)胞、γδT細(xì)胞等的免疫效應(yīng)增強(qiáng);在極端高海拔攀登期間，機(jī)體的炎癥反應(yīng)被激活，同時(shí)T細(xì)胞的效應(yīng)功能受到抑制，而免疫細(xì)胞對缺氧和氧化應(yīng)激的反應(yīng)則顯著增強(qiáng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，人體在高海拔環(huán)境中或?qū)⑼ㄟ^復(fù)雜的免疫和代謝機(jī)制來適應(yīng)極端條件。

此外，在極端高海拔攀登期間，人體中一些免疫亞群的糖酵解和抗氧化基因的表達(dá)顯著上調(diào)，其中包括關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子HIF1A和NFE2L2.這說明人體免疫細(xì)胞在極端高海拔環(huán)境中會經(jīng)歷代謝重編程，提高抗氧化能力。研究團(tuán)隊(duì)還觀察到谷氨酰胺和脂肪酸等血漿代謝物的增加，這些代謝變化可能是幫助登山者在高海拔環(huán)境中改善能量狀態(tài)的重要機(jī)制。

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