这位科学家正在绘制儿童细胞的缺失图谱

2017年，迪安妮·泰勒在宾夕法尼亚大学 attended 了一场演讲，距离她的办公室只有几步之遥。一位研究人员 unveiled 了人类细胞图谱——一个旨在绘制人体每个细胞的雄心勃勃的项目。泰勒 floored 了，然后 concerned。随着细节 emerged，她发现该项目的研究人员只计划研究成年人。"就在那时，我的小警钟 off 了，"她说。"又来了。" 加入费城儿童医院（CHOP）担任生物信息学主任三年以来，泰勒一直对 focused on 儿童的医学研究投资不足感到失望。她说， dominant 观点是儿童 exactly like 小型成年人。他们不是。儿童的细胞在基因表达方式上与成人不同—— switching 它们 on and off 或 turning 它们 up or down。这些 variations 可能导致对成人 tolerates 良好的药物产生 drastically 不同甚至致命的反应。 2017年的演讲是泰勒不知道自己一直在等待的时刻。她 quickly channeled 她的关切 into 一场运动，加入人类细胞图谱的志愿者团队，并帮助撰写了一份关于儿童的白皮书， outlining 该组织的目标和计划。然后她 rallied 了一个跨医院的儿科研究人员联盟为该项目做贡献，并 spearheaded 了一篇2019年的论文， outlining 了研究儿童的理由——试图吸引更多兴趣和资金到这个领域。"它在地面上插了一面旗，"她说。"为什么我们没有儿童发展的健康模型？" 到目前为止，推动已经 paid off。2021年，NIH授予了发育基因型-组织表达项目（dGTEx）3,850万美元的拨款，这是一项旨在建立首个全面的健康儿科组织数据库的重大倡议。该项目 bank 收集自 otherwise 健康但已故且父母同意捐献遗体的儿童的样本，并绘制所有主要器官系统中基因的表达方式。泰勒和她的团队 curate 和标准化与每次组织捐献相关的信息， including 家族史和样本 details。另一个独立小组对样本本身进行分析，然后所有信息被合并创建一个数据库——一个儿童基因表达的基线。这是 enabling 研究的第一步， could advance 我们对正常发育、疾病、药物有效性和其他现象的知识。 dGTEx团队最终将把数据 feed into 人类细胞图谱， thanks to 泰勒和2019年论文的许多共同作者，该图谱 now includes 一个儿科部分。 泰勒的主要职责可能是收集和组织dGTEx的数据，但同事们说她也是将 diverse 研究项目粘合在一起的粘合剂。这对人类细胞图谱 especially 重要，它依赖于一个松散的研究人员联盟的贡献，所有人都 pursuing 自己的目标。"迪安妮 took 了一个 big-picture 视角，说我们不仅需要了解儿科肾脏、儿科大脑或儿科免疫系统。我们需要一个儿科发展的整体视角，"人类细胞图谱联合创始人莎拉·泰希曼说。"她 embodies 那种跨学科精神。" 健康基线 泰勒将她的职业生涯描述为一次"随机漫步"， driven by 她现在归因于未确诊自闭症和ADHD的 singular 强度。五岁时，她开始阅读妈妈的医学教科书。12岁时，她从图书馆借阅物理学书籍。物理学提供了 mysteries to solve，她想 understand 事物如何运作。 泰勒于2001年获得 biophysics 博士学位， but was inspired by 当时活跃的人类基因组计划转而在辉瑞 took on 一个博士后，编写代码处理罕见疾病研究中的复杂数据。然后她 moved to 生殖医学，在那里她 worked on 一些首批筛选胚胎染色体异常的计算机程序——其中许多仍在使用 today。 尽管这条 seemingly winding 道路，泰勒说她的 focus 一直在 understanding 为什么同一种疾病 hit people 不同。两个人怎么能携带相同的疾病相关基因变异，但只有一个人生病？ 人类细胞图谱——包括从dGTEx和其他项目 feed into 它的所有数据—— could at last 帮助研究人员找到答案。这项努力是人类基因组计划的自然延伸。该计划于2003年完成，帮助研究人员将特定基因与特定疾病联系起来。但基因组地图有点像一个DIY套件，有所有零件但没有组装手册。它不告诉你细胞在身体各处如何使用每个基因。 毕竟，"我们只是 older 孩子，"泰勒说。"通过忽略儿科方面，我认为人们错过了人类疾病干预的一个窗口。" 为此，你需要知道基因是如何表达的。基因表达 generally 涉及制造在体内执行特定工作的蛋白质， like 构建组织或发送信号。与DNA largely 在我们一生中保持不变不同，DNA中基因的表达方式随着我们的发育而变化。 基因表达的差异 can determine 某种疗法是否会有效—— or could harm more than it helps。由于心脏基因在儿童中的表达方式，化疗药物 can attack 不仅肿瘤还有儿童发育中的心脏， potentially causing 终身损害。其他治疗 can affect 全身， sometimes triggering 一种可逆但 potentially 致命的免疫系统反应，称为细胞因子释放综合征。 dGTEx数据库旨在为儿童基因表达创建一个基线——一个分子地图，展示身体大约20,000个基因在健康组织细胞中如何工作。这只是泰勒管理的合作项目之一。她是Kids First数据资源中心的首席研究员，该中心对全国其他研究中 enrolled 的儿童收集的患病组织进行测序。她一直在与HubMAP的研究人员合作，该努力正在构建与人类细胞图谱互补的资源，以 securing 资金来创建儿童细胞的3D图谱——就像它已经为成人做的那样。 将此类倡议 extending 到儿童很重要，泰希曼 argue。大部分人类发育发生在童年；关键的 brain cells 称为星形胶质细胞在前五年形成，例如，免疫系统在青春期成熟。"这些变化从疾病角度来看 really 重要，"她说。单个细胞如何工作的 granular 视角" will change 儿科医学， for sure。" 放猫 泰勒帮助dGTEx机器运行， coordinating 跨多个组织的研究人员， each contribute 拼图的不同 pieces。其中包括一个非营利组织， securing 来自 deceased 儿童的组织样本，以及CHOP病理学家评估每个样本的质量和类型。组织被冷冻储存供未来研究人员使用 with 该组织的许可， while 样本被送往包括非营利Broad Institute在内的组织进行基因表达分析。数据在所有这些步骤中流入——人类细胞图谱 eventually 可以利用的信息。