研究共分析了16个肝脏样本，包括8个来自肝移植供体，经过严格医学筛查的活体健康供体肝脏；8个病理患者相邻正常组织，例如如结直肠肝转移、肝细胞癌等接受手术的患者肝脏。研究同时分析了小鼠、猪和牛等其他物种的肝脏，与人类的肝脏图谱进行了比较。

研究采用了Visium空间转录组对所有样本进行了分析，并利用高分辨率的Visium HD（3个样本）和MERFISH（2个样本，500-plex）空间转录组技术进行了验证。研究同时利用了PhenoCycler-Fusion（PCF）空间单细胞蛋白分析了其中6例样本，检测了48种抗体，对空转数据进行了精准的验证和拓展。

研究揭示了活体健康供体肝脏与病理相邻正常组织在转录组水平上存在明显差异。病理相邻正常组织中，经典肝细胞功能基因（胆汁酸代谢、脂质代谢、尿素循环酶、细胞色素P450酶等）表达降低，而免疫相关基因（S100A8、S100A9、C1QA、C1QB等）表达增加。研究揭示了样本类型（活体供体 vs 病理相邻正常）是基因表达变异的主要驱动因素，超过了年龄、性别或组织学的影响。

研究重建了肝脏小叶“门静脉-中央静脉轴”的空间分区图谱。差异表达基因分析揭示了门静脉区富集免疫相关基因（如CRP、SAA1）、糖异生基因（如PCK1、ALDOB）和Notch通路相关基因（如JAG1、JAG2、NOTCH3）。中央静脉区富集异生物代谢基因（如CYP2E1）、胆汁酸合成基因（如CYP27A1）、脂质合成基因（如FASN、MLXIPL）和肝葡萄糖转运基因（如GLUT2）。人类特异性糖异生基因PCK2也表达在中央静脉区，这挑战了哺乳动物糖异生仅限于门静脉区的传统观点。

研究发现了人类与小鼠肝脏分区的显著差异性，特别是人类与小鼠的门静脉富集基因的相关性很低。与大型哺乳动物（野猪、家猪、奶牛）比较显示，人类肝细胞基因普遍更偏向中央静脉区，但是调控肝脏分区的WNT通路在物种间相对保守。

研究通过整合Visium HD和snRNA-seq数据，解析了人类肝脏非实质细胞的空间特征。门静脉区富集肝血管内皮细胞、T细胞、血管平滑肌细胞、2型常规树突状细胞、B细胞、胆管细胞，而成纤维细胞、肝细胞、库普弗细胞和肝窦内皮细胞跨多个分区。

研究最后还分析了活体健康供体肝脏中不同脂肪变性水平的样本，发现了早期脂肪变性肝细胞的动态变化程序，通过整合空间转录组学和基于机器学习的H&E图像像素分类，实现了按脂质含量对分区肝细胞的分层。

由于Visium的分辨率很低，研究首先通过高分辨率的空间转录组开展了验证。MERFISH和Visium HD数据在分区谱上与Visium数据呈现了高度一致性。

鉴于空间转录组提供的RNA层面的数据与真正功能蛋白的不一致性，为了将空转推导的可能事件真实反映在组织空间上，研究采用了PCF空间单细胞蛋白分析了其中6例样本，检测了48种抗体，揭示了肝脏关键功能蛋白和细胞类型的分区图谱。

本研究6例肝脏样本的PCF空间单细胞蛋白组数据可以在线直接下载：https://zenodo.org/records/17735558

|   总结与讨论

这项研究通过创新性地使用活体健康供体肝脏样本，结合多种空间转录组和PCF空间单细胞蛋白组技术，首次建立了真正健康人类肝脏的空间图谱。研究不仅揭示了人类肝脏独特的空间组织特征，还发现了与小鼠模型的显著物种差异，为理解肝脏生理和病理提供了新的框架。建立的在线资源将为肝脏生物学研究和疾病机制探索提供重要工具。

| 参考文献

Yakubovsky, O., Bahar Halpern, K., Shir, S. et al. A spatial atlas of the healthy human liver from live donors. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10377-y