9月8日，大型国际合作项目人类发育细胞图谱计划（HDCA计划），在《自然》发表题为《人类发育细胞图谱路线图》的评论文章。文章指出，作为人类细胞图谱（HCA）计划的重要战略，HDCA计划旨在构建一个完整的人类发育（从受精卵到出生时完全成形的胎儿）过程中细胞基因时空表达的精细参考图谱，建立全息人类胚胎发育信息网络。文章提供了一个构建人类发育细胞图谱的路线图。
一年前，全球首张人类细胞图谱在浙江大学绘制成功。文章作者之一的浙江大学医学院教授郭国骥表示，HCA计划旨在全面解码人体所有细胞（约37万亿个）的类型、数目、位置、相互关联与分子组成等，揭示图谱变化与健康和疾病的关系。与HCA计划一样，HDCA计划将获得基因组、转录组、蛋白组等多种数据类型，实现人类胚胎发育时空表达的细胞可视化，为全世界科学家提供免费共享的基础科学资源数据库。
目前现代发育生物学的研究大多集中在模式生物上，由于实际挑战，人类的胚胎发育仍然是一个知之甚少的“黑匣子”。人类发育细胞图谱的构建对于理解正常的器官发生，突变、环境和传染性疾病对人类发育的影响，先天性疾病，以及衰老、癌症和再生医学的基础研究至关重要。例如，许多先天性疾病和儿童癌症起源于易感的发育窗口，人类胚胎的发育轨迹图也可为人类干细胞模型、类器官和细胞疗法提供重要的参考和指导。
人类胚胎发育的整个过程是由三维空间和时间共同调控的。目前，科学家无法在体内以高分辨率轻松评估人类胚胎发生，时序性研究又仅限于体外的植入前胚胎，这些问题将是成功构建人类发育细胞图谱面临的挑战。郭国骥表示，HDCA计划在实验技术、计算分析和可视化算法等领域面临巨大的科学挑战，特别是妊娠期前8周胚胎瞬时形态变化的捕捉。该计划的一项主要工作就是开发相关算法框架，以捕捉胚胎细胞和形态变化的整个发育过程。
基因型和环境的相互作用是导致人类早期发育障碍的基础。一系列儿童和成人疾病起源于胚胎时期，包括结构性出生缺陷、神经发育障碍（包括精神分裂症）、儿童癌症、先天性免疫缺陷、不育和性别发育差异，以及许多儿科疾病。研究人员表示，构建人类发育细胞图谱可以揭示儿童癌症的发病机制。儿童和成人脑肿瘤通常会在发育早期阶段出现程序异常，将肿瘤细胞的表达谱与人类发育细胞图谱进行比较可以确定癌细胞的起源及其致癌途径。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03620-1