2025年1月1日，华大生命科学研究院主导的“珠峰行动计划”相关研究成果在《细胞报告》发表。该研究利用单细胞RNA测序、HM700和HML1600高通量靶向代谢组技术，对登山者在攀登过程中的多组学变化进行了深入分析，全面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。以下是详细介绍：
研究背景与方法
研究背景：2022年华大启动“珠峰行动计划”，计划到2024年完成包括珠峰在内的系列高海拔山峰攀登，期间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。高海拔登山面临低压性缺氧、寒冷、低湿度及强紫外线辐射等极端条件，长时间体力活动会使人体面临生理和代谢压力，带来高原病、体重下降、免疫功能障碍和感染风险增加等健康问题。
研究方法：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375,722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。
关键研究发现
免疫细胞组成变化：团队成功绘制了登山者外周免疫细胞的单细胞图谱，发现免疫细胞的组成在登山过程中产生显著变化。
不同时期免疫细胞功能变化：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。
免疫细胞代谢重编程：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，包括关键转录因子HIF1A和NFE2L2，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，增强抗氧化能力以维持基本功能。
- 血浆代谢物变化：研究人员观察到谷氨酰胺和脂肪酸等血浆代谢物增加，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。
研究意义
这项研究是首次利用高海拔攀登过程中登山者的样本，系统分析攀登过程中人体免疫和代谢的变化，也是首次利用单细胞测序技术进行高海拔登山者免疫系统的系统性分析。研究结果不仅加深了人类对高海拔环境挑战下人体生理机能的理解，也将为高海拔医学研究及登山者健康管理提供重要的科学依据。
综上所述，华大“珠峰行动计划”的这项研究通过多组学技术，全面解析了高海拔登山过程中人体免疫和代谢的动态变化，为深入理解人体在极端环境下的适应机制提供了宝贵的见解，具有重要的科学和应用价值。
2025年1月1日，华大生命科学研究院主导的“珠峰行动计划”相关研究成果在《细胞报告》发表。该研究利用单细胞RNA测序、HM700和HML1600高通量靶向代谢组技术，对登山者在攀登过程中的多组学变化进行了深入分析，全面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。以下是详细介绍：
研究背景与方法
研究背景：2022年华大启动“珠峰行动计划”，计划到2024年完成包括珠峰在内的系列高海拔山峰攀登，期间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。高海拔登山面临低压性缺氧、寒冷、低湿度及强紫外线辐射等极端条件，长时间体力活动会使人体面临生理和代谢压力，带来高原病、体重下降、免疫功能障碍和感染风险增加等健康问题。
研究方法：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375,722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。
关键研究发现
免疫细胞组成变化：团队成功绘制了登山者外周免疫细胞的单细胞图谱，发现免疫细胞的组成在登山过程中产生显著变化。
不同时期免疫细胞功能变化：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。
免疫细胞代谢重编程：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，包括关键转录因子HIF1A和NFE2L2，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，增强抗氧化能力以维持基本功能。
血浆代谢物变化：研究人员观察到谷氨酰胺和脂肪酸等血浆代谢物增加，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。
研究意义
这项研究是首次利用高海拔攀登过程中登山者的样本，系统分析攀登过程中人体免疫和代谢的变化，也是首次利用单细胞测序技术进行高海拔登山者免疫系统的系统性分析。研究结果不仅加深了人类对高海拔环境挑战下人体生理机能的理解，也将为高海拔医学研究及登山者健康管理提供重要的科学依据。
综上所述，华大“珠峰行动计划”的这项研究通过多组学技术，全面解析了高海拔登山过程中人体免疫和代谢的动态变化，为深入理解人体在极端环境下的适应机制提供了宝贵的见解，具有重要的科学和应用价值。
华大“珠峰行动计划”的相关研究成果可以为表观遗传学研究提供一定的支持和参考，具有潜在的应用价值，主要体现在以下几个方面：
提供研究样本和数据基础
该计划在登山过程中采集了登山者从0米到8848米不同海拔高度下的多种样本，获得了基因组、蛋白组、代谢组、影像组及细胞组等多组学数据。这些样本和数据涵盖了人体在高海拔环境下的多种变化信息，为表观遗传学研究提供了丰富的素材。通过对这些样本进行表观遗传学分析，如DNA甲基化、组蛋白修饰等方面的检测，可以深入了解在高海拔极端环境下，人体基因表达调控的表观遗传机制。
揭示环境与基因的相互作用
研究旨在解析人体在极高海拔地区的适应性生理机制，探索遗传与环境的协同作用。表观遗传学正是研究在不改变DNA序列的情况下，环境因素如何影响基因表达的学科。“珠峰行动计划”所获得的数据可以帮助研究人员分析高海拔环境因素，如低压性缺氧、寒冷、低湿度及强紫外线辐射等，如何通过表观遗传修饰来调控基因表达，进而使人体产生适应性变化。例如，通过比较不同海拔高度下登山者的表观遗传变化，可能发现某些基因的甲基化水平与高原适应性之间的关联。
多组学联合分析的优势
华大在研究中采用了单细胞测序、代谢组学等多种技术，这种多组学联合的方法可以为表观遗传学研究提供更全面的视角。将表观遗传学数据与其他组学数据相结合，能够更深入地了解基因表达调控的网络和机制。例如，通过整合免疫细胞的单细胞转录组数据和表观遗传数据，可以揭示在免疫细胞功能变化过程中，表观遗传修饰所起的作用；结合血浆代谢物数据，可以探讨代谢变化与表观遗传调控之间的相互关系。
技术平台的支持
华大自主研发了一系列核心工具，如基因测序仪等，这些设备在高海拔环境下表现良好，为表观遗传学研究提供了技术保障。例如，全基因组甲基化测序技术可在全基因组水平上以单碱基分辨率检测DNA甲基化状态，有助于深入分析高海拔环境下的表观遗传变化。
