科技日报记者 罗云鹏
1月3日，记者从华大生命科学研究院获悉，该院利用细胞组学和质谱检测技术，对登山者在攀登过程中的多组学变化进行分析，揭示了高海拔攀登过程中人体免疫系统和代谢的动态变化，为理解高海拔环境对登山者的影响提供了新的视角。相关研究于近日发表在学术期刊《细胞报告》上。
2022年，华大启动“珠峰行动计划”，即到2024年完成对包括珠峰在内的系列高海拔山峰攀登。其间，该计划收集志愿者登山的生物样本和数据，用单细胞等多组学的前沿技术探索人体适应机制。
为深入探讨高海拔登山过程中人体免疫和代谢的变化，研究团队对11名登山者攀登过程中的五个关键点进行了系统性的样本分析，包含375722个免疫细胞的单细胞转录组测序，以及血浆中309种代谢物和717种复杂脂质的质谱检测。
基于此，团队成功绘制了登山者外周免疫细胞的单细胞图谱，并发现其免疫细胞的组成在登山过程中产生的显著变化。
研究者还对主要免疫亚群进行了详细的亚聚类分析，探究了登山者在高海拔适应期与极端攀登期两个不同时期中免疫细胞比例、基因表达、功能通路和转录调控因子的动态变化。
结果表明，关键细胞亚群的功能特征发生了显著变化：在高海拔适应期，髓系细胞亚群中的炎症反应下调，而CD8+T细胞、γδT细胞等免疫效应增强；在极端高海拔攀登期间，炎症反应被激活。
同时T细胞的效应功能受到抑制，而免疫细胞对缺氧和氧化应激的反应则显著增强。这些发现表明，人体在高海拔环境中可能可以通过复杂的免疫和代谢机制来适应极端条件。
值得关注的是，在极端高海拔攀登期间，一些免疫亚群中的糖酵解和抗氧化基因的表达显著上调，其中包括关键转录因子HIF1A和NFE2L2。这说明人体免疫细胞在极端高海拔环境中会经历代谢重编程，增强抗氧化能力，这对于维持免疫细胞的基本功能至关重要。
此外，研究人员还观察到谷氨酰胺和脂肪酸等血浆代谢物的增加，这些代谢变化可能是帮助登山者在高海拔环境中改善能量状态的重要机制。
