研究人员开发了新的工具来破译细胞对话

　　加州大学欧文分校的一个由生物学家和数学家组成的跨学科团队开发了一种新的工具来帮助破译细胞用来相互交流的语言。
　　近期《自然通讯》发表的一篇论文，研究人员介绍了CellChat，这是一个计算平台，它可以解码信号分子，在细胞之间传递信息和命令，从而形成生物组织甚至整个器官。
　　＂为了正确理解细胞为什么做某些事情，并预测它们未来的行为，我们需要能够倾听它们之间的对话；数学和机器学习工具能够翻译这些信息。＂
　　Qing Nie，主要作者，加州大学欧文分校校长兼数学与发展与细胞生物学教授，
　　＂就像在我们的世界里，我们不断地受到信息的轰炸，所有的细胞都会同时感受到大量的分子词汇，＂共同作者马克西姆·皮利库斯(Maksim Plikus)补充说，＂他们选择做的事情取决于这种稳定的分子信息流动，以及哪些单词和句子被清楚地听到。＂马克西姆·皮利库斯是UCI的发展与细胞生物学教授。
　　为了利用CellChat在细胞间翻译分子信息，研究人员喂食（feed）给单细胞基因表达，并发表了一篇关于特定组织或器官的信号传递特征的详细报告。
　　Plikus说：＂对于每一组不同的细胞，CellChat显示了哪些重要的信号被发送给他们的邻居，以及他们有能力接收哪些信号。＂作为细胞语言的解释者，CellChat为科学家提供了关于引导整个器官功能的信号模式的宝贵见解。
　　在开发CellChat的过程中，UCI的NSF--西蒙斯多尺度细胞命运研究中心--的研究人员们大量借用了机器学习工具和社交网络理论，从而使该平台能够预测细胞语言的更深层次的含义，并识别本来并不明显的类似语境。它打破了细胞通讯模式的巨大复杂性。
　　细胞产生修饰分子以增加对某一命令的强调，将＂做这件事＂转变成＂现在就做＂。CellChat通过考虑所有显着的修饰分子，自动校准细胞间信号通讯的强度。因此，它的翻译变得更加微妙，并有助于减少困扰其他类似但不那么复杂的计算工具的不准确之处。
　　除了解释这些生物信息这一纯粹的基础研究之外，Nie说，CellChat还可以用来比较一个器官的不同状态下的通信网络，例如疾病和健康。Nie称其为＂谷歌细胞词汇的翻译器＂，它最重要的功能之一是它可以用来发现癌症和自身免疫紊乱等多种疾病中的分子驱动因素。
　　Plikus补充说：＂在我们的论文中，我们展示了CellChat应用在特应性皮炎(一种人类皮肤疾病)的力量，但是这个工具可以在任何组织上使用，同样会成功。＂
　　更多资料：Jin, S., et al. (2021) Inference and analysis of cell-cell communication using CellChat. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-21246-9.