解码细胞 人类细胞谱系大科学研究设施启动建设 | 科技前线

3月25日，由中国科学院广州生物医药与健康研究院（简称“广州健康院”）牵头建设的国家“十四五”重大科技基础设施——人类细胞谱系大科学研究设施（简称“细胞谱系设施”）在广州国际生物岛正式启动建设。

细胞谱系设施旨在绘制人体中全生命周期的细胞时空演化图谱，打造数字细胞AI大模型，构建数字生理人，创新生物医疗检测新范式，开辟生物医药研发新赛道，在试剂、仪器、软件和数据等方面产出一批创新性科技成果和产品，是粤港澳大湾区首个生命科学领域的国家级大科学装置。

▲细胞谱系设施动画演示

01

解码细胞谱系

细胞是生命的基本单元，人体由约40万亿细胞组成。这些细胞从一个受精卵开始，所历经增殖、分化直至衰老的全生命周期动态演化过程，就是“细胞谱系”。解析细胞谱系被誉为揭示生命发育与演变奥秘、操纵生命活动的“钥匙”。

细胞谱系设施将以样品保活存储、空间多组学、先进成像等创新技术和装置研发为核心，集成人工智能等前沿技术，创建出涵盖发育、疾病、衰老三大维度的数字化细胞谱系。

就像为生命编写一部详尽的“细胞家谱”，让科学家乃至公众能够清晰追踪每个细胞的“前世今生”。

02

破解新药困局

随着AI大模型技术突破，生物医学进入数字化时代是必然趋势。

当前全球创新药研发平均耗时10年、耗资26亿美元，但临床成功率不足10%，其原因之一在于药物研发过程是在动物模型中进行的，不能模拟人类生命系统反应。

细胞谱系设施将构建高精度单细胞级别的数字生理人大模型，通过回溯、模拟、预测疾病细胞谱系演化，不仅可以精准定位病变驱动关键靶点，还可以在数字人体测毒试药，有望突破药物研发的“死亡之谷”。

未来，细胞谱系设施有望用患者细胞信息打造一个“数字患者”，预演不同治疗手段在数字患者体内治疗效果，实现治疗手段的“量体裁衣”。

同时将强化AI与数据资源整合，打造创新模型，与企业开展深度合作，加速科研成果向临床应用转化。

03

开放共享新格局

随着科研数据的爆炸式增长以及大数据、人工智能的飞速发展，细胞谱系设施将建设绘制细胞谱系的自动化工程产线。

包含样本预处理、样品存储、多尺度成像分析、多组学分析、数据处理和验证等工艺流程，标准化采集影像组、空间组、转录组、表观组、蛋白组、代谢组、超微结构组等多种模态数据，建成数字孪生索引的细胞谱系资源库。

随着细胞谱系设施的建设，将吸引全球顶尖科研人才和团队，开展科学研究与学术交流，共同推动人类细胞谱系研究领域发展。

▲细胞谱系设施

来源：中国科学院广州生物医药与健康研究院 中国科学院科技基础能力局

责任编辑：曹旸