2023年11月10日，浙江省科学技术奖励大会在省人民会堂隆重举行。浙江大学基础医学院郭国骥教授领衔的研究成果《细胞图谱的构建与应用》（完成人：郭国骥 韩晓平 张丹 王晶晶 陈海德）获得2022年度浙江省自然科学一等奖。

项目简介

细胞是生命的基本单位。“细胞图谱”是现如今生命组学技术、大数据以及人工智能飞跃发展的前沿交叉研究方向。这项成果自主搭建了多种国产化的高通量及超高通量单细胞分析平台。这一系列的技术平台实现了试剂耗材本土化，大规模提升了单细胞分析通量，降低了双细胞污染率，并使测序文库的构建成本降低了一个数量级。利用这些平台，团队启动了独树一帜的细胞蓝图计划，在国际上率先完成全谱系的小鼠及人类细胞图谱，并系统性解析哺乳动物的细胞命运决定机制，总结出细胞命运决定的若干学术思想：干、祖细胞转录调控特异性低，成熟细胞转录调控特异性高，细胞命运决定的转录调控模式编码在基因组中，为再生医学的移植前细胞鉴定以及临床疾病的细胞水平诊断提供了技术手段和分析方法。

主要创新点

1. 建立微孔板单细胞测序技术，绘制小鼠细胞图谱

郭国骥团队自主开发了微孔板(Microwell-seq)高通量单细胞测序平台，实现试剂耗材国产化，大规模提升了分析通量，降低了双细胞污染率，并使测序文库的构建成本降低了一个数量级。团队利用该平台对小鼠近50种组织的40余万个细胞进行了单细胞转录组分析，构建了小鼠细胞图谱，全面涵盖了哺乳动物各种主要的细胞类型，并对每一种器官内的组织细胞亚型，基质细胞亚型，血管内皮细胞亚型和免疫细胞亚型的基因表达谱进行描述。这项成果为细胞命运决定的机制研究及临床疾病的细胞水平诊断提供了新的技术手段和分析方法。这一成果被领域内科学家广泛引用并高度评价，论文被F1000推荐为Very good，获得Cell的专题评论和Science评论。

2. 绘制人类细胞图谱，并揭示哺乳动物细胞命运决定的共性规律

绘制了涵盖八大系统的首版人类细胞图谱，建立了包含70多万个单细胞的转录组数据库，鉴定了100余种细胞大类和800余种亚类。通过跨时期，跨组织和跨物种的细胞图谱分析，团队揭示了一个普适性的哺乳动物细胞命运决定机制：干细胞和祖细胞的转录状态混杂且随机，分化和成熟细胞的转录状态分明且稳定，基因组中的调节子预先决定了分化终端的稳定状态。该研究首次从单细胞水平上全面分析了胚胎和成年时期的人体细胞种类，研究数据将成为探索细胞命运决定机制的资源宝库，研究方法为人体正常与疾病细胞状态的鉴定带来新思路。相关成果入选中央电视台“2020国际十大科学新闻”、环球科学“2020国际十大科学新闻”、“中国生物信息学十大进展”、“中国2020年度重要医学进展”。

3. 利用单细胞分析技术解析细胞命运决定的分子机制

解析了小分子化合物对细胞命运决定的影响，首次提出多向转分化的概念，成功优化出小鼠成纤维细胞分别向胶质细胞、肌样细胞和脂肪细胞定向转分化的高效诱导条件，并在单细胞水平发现小分子化合物CHIR-99021、Forskolin、OAC1（CFO）组合可有效调控人造血干细胞的体外自我更新。此外，利用基于微流控芯片的单细胞转录组扩增技术，在转录组水平上精确定义了小鼠ESC细胞分化的不同阶段，发现了无血清培养可减少ESC的异质性。

主要完成人简介

郭国骥 浙江大学基础医学院教授，浙江大学求是特聘教授 ，血液学研究所副所长，国家万人计划科技领军人才、浙江省杰出青年基金获得者。在国际著名刊物Nature、Cell、Natue Genetics等杂志发表学术论文三十余篇。曾获谈家桢生命科学创新奖、树兰医学青年奖等荣誉。

韩晓平 浙江大学基础医学院教授，2020年度杰出学者奖，国家优秀青年科学基金获得者，浙江大学基础医学院2018年度优秀青年教师奖，浙江大学医学院先进工作者，浙江大学求是青年学者。

张   丹 浙江大学医学院附属妇产科医院教授、主任医师，浙江省特级专家、浙江省卫生领军人才、全国优秀科技工作者。入选教育部长江学者和创新团队发展计划创新团队骨干成员，浙江省万人计划科技创新领军人才等人才项目。

王晶晶 良渚实验室特聘研究员。

陈海德 浙江大学博士后。