近日，江西農業大學豬遺傳改良與種質創新全國重點實驗室黃路生院士團隊在Science Bulletin在線發表了題為“Single-cell dynamics of liver development in postnatal pigs”的重要研究成果。該成果構建了迄今最全面的出生后豬肝臟單細胞發育圖譜，表征了肝臟細胞類型在四個不同發育階段的異質性，鑒定了主要細胞類型特異的轉錄因子并揭示了其發育過程中基因表達的動態變化。

圖 出生后四個不同階段豬肝臟的單細胞特征

該研究以斷奶前（30天）、斷奶后（42天）、生長高峰（150天）和成年階段（730天）四個生長發育重要階段、不同性別、健康巴馬香豬肝臟作為研究材料，綜合使用scRNA-seq, snRNA-seq和snATAC-seq技術，深入研究了豬肝臟不同發育階段代謝和免疫功能的動態變化，主要創新包括：

一、繪制了迄今為止所有哺乳動物中最新最全面的出生后肝臟單細胞發育圖譜，鑒定并驗證了稀有細胞類型

在來自四個發育階段的共84,824個肝臟單細胞或單核中鑒定到23種細胞類型，包括肝臟中的三種稀有細胞類型：漿細胞樣樹突狀細胞（pDCs），CAVIN3+IGF2+內皮細胞和EBF1+成纖維細胞，并且通過多重熒光免疫組化實驗進行了驗證。

二、發現了肝實質細胞呈現高度的發育階段異質性，揭示了與肝實質細胞發育或功能相關的階段特異的轉錄因子編碼基因

研究發現斷奶前仔豬和成年豬脂肪酸合成的差異，作者進一步通過擬時序分析構建了出生后肝細胞的發育軌跡，鑒定到5693個基因在三個發育階段的肝細胞中表現出顯著的表達變化，并結合基因調控網絡分析進一步揭示了33個發育階段特異性轉錄因子，其中30天富集的轉錄因子編碼基因EZH2參與調節出生后肝細胞成熟，42天富集的CLOCK調節晝夜節律，730天富集的NFIL3調節膽汁和異生素代謝。

三、首次鑒定到LUZP2是成年豬肝竇內皮細胞特異的轉錄因子編碼基因，提示其發揮階段特異性功能

作者首次發現LUZP2是成年豬肝竇內皮特異的轉錄因子編碼基因，并且通過單細胞多組學技術(snRNA-seq和snATAC-seq)在不同時間點、不同組織部位得到驗證，多重熒光免疫組化的結果也支持了這一發現點。

四、揭示了肝竇內皮細胞發育階段特異性的功能變化，尤其是清道夫功能

通路分析表明，40天上調的基因富集在免疫相關通路，730天上調的基因富集代謝相關通路，提示斷奶后仔豬活躍的免疫反應以及肝竇內皮細胞在成年豬肝臟代謝中扮演著重要角色。從肝竇內皮細胞主要受體基因的表達特征中，作者發現MRC1, STAB2, STAB1, CLEC4G, FCGR2B是豬肝竇內皮細胞發育過程中主要的胞吞受體基因。

五、發現了淋巴系免疫細胞(NK和T)出生后30天即主導肝臟免疫系統，其中肝臟組織駐留NK細胞(trNKs)表現出與人類更保守的轉錄因子表達模式

前人報道髓系細胞在新生小鼠免疫系統中占主導，作者發現從出生后30天開始NK和T即主導了豬肝臟的免疫系統，從髓系免疫細胞到淋巴系免疫細胞的轉變提示肝臟適應免疫系統，以應對出生后胃腸道抗原和微生物產物等挑戰。其中豬trNKs表現出與人類相似的轉錄因子表達特征，提示研究trNKs在健康和疾病中的功能和特征，豬是理想的動物模型。

對健康家豬、雌性以及雄性個體不同發育階段肝臟單細胞及單核轉錄組的系統研究，不僅對于提高家豬生產效率及飼料利用效率具有重要意義，同時，也為人類健康肝臟不同發育階段的單細胞組成與功能提供了重要參考。

中國科學院院士、中國畜牧獸醫學會理事長黃路生為通訊作者，江西農業大學饒琳博士為第一作者兼共同通訊作者，江西農業大學蔡麗萍博士為共同第一作者。

綜稿：宣傳部