巨核細(xì)胞是一種胞體大、數(shù)量少的造血細(xì)胞，其產(chǎn)生的血小板對機體的止血功能極為重要。除了產(chǎn)生血小板外，近年的研究發(fā)現(xiàn)巨核細(xì)胞還發(fā)揮著調(diào)控造血干細(xì)胞的靜息及參與機體的免疫調(diào)節(jié)等多種功能。但不同的功能是由相同還是不同特性的巨核細(xì)胞來實現(xiàn)的仍然未知。同時，人多能干細(xì)胞為血小板再生提供了新的來源，然而目前體外產(chǎn)生血小板效率仍然較低且功能不完善。對人類巨核細(xì)胞早期發(fā)育的深入認(rèn)知將有助于這些問題的解決。
2020年12月18日，血液病醫(yī)院（血液學(xué)研究所）周家喜教授和石莉紅教授課題組聯(lián)合解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心血液病醫(yī)學(xué)部劉兵研究員課題組在Cell Stem Cell雜志在線發(fā)表題為“Decoding human megakaryocyte development”的研究論文，揭秘了人類巨核細(xì)胞的起源與發(fā)育。
作者首先利用高通量10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序了人胚胎發(fā)育早期卵黃囊和胎肝的巨核細(xì)胞群體，對比分析發(fā)現(xiàn)不同位點的巨核細(xì)胞在代謝特征及細(xì)胞周期上存在顯著差異。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)育早期的巨核細(xì)胞是功能異質(zhì)性的群體，提示巨核細(xì)胞不同的功能可能是由不同特性的亞群實現(xiàn)。擬時序分析顯示不同特性的巨核細(xì)胞經(jīng)由不同的發(fā)育路徑產(chǎn)生，具有特異的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)一步的研究表明，CD41+CD42+CD14+能夠有效標(biāo)識具有免疫特性的巨核細(xì)胞亞群，且在體外利用人胚胎干細(xì)胞能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生該亞群。通過整合分析體內(nèi)、體外單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，作者篩選鑒定到THBS1可以作為發(fā)育早期巨核細(xì)胞的標(biāo)志分子，且發(fā)現(xiàn)THBS1陽性的內(nèi)皮細(xì)胞具有更高的巨核分化潛能，提示發(fā)育過程中巨核細(xì)胞命運可能在內(nèi)皮細(xì)胞階段就已經(jīng)出現(xiàn)偏向。
由于早期胚胎中巨核細(xì)胞的稀少及相關(guān)研究方法的匱乏，目前對其發(fā)育的認(rèn)知主要局限于形態(tài)學(xué)描述和在小鼠模型中的解讀，關(guān)于人胚胎發(fā)育階段巨核細(xì)胞的分子特征完全未知。該研究首次在單細(xì)胞尺度解析了人胚早期巨核細(xì)胞的異質(zhì)性及發(fā)育規(guī)律，揭示了巨核細(xì)胞在不同胚胎造血位點的特征差異。同時，該研究通過整合人胚及人胚胎干細(xì)胞研究模型，發(fā)現(xiàn)巨核細(xì)胞的命運決定可能比之前的認(rèn)知更早。這些發(fā)現(xiàn)對于人類巨核細(xì)胞發(fā)育的理解提供了新的視角，為體外血小板再生策略奠定了理論基礎(chǔ)。同時，巨核細(xì)胞的異質(zhì)性提示其產(chǎn)物血小板也可能展現(xiàn)豐富多彩的異質(zhì)性。血小板異質(zhì)性的解析及其對生理和病理過程的調(diào)控，將會對諸多疾病的診斷和治療帶來深遠(yuǎn)的影響。
血液病醫(yī)院（血液學(xué)研究所）周家喜教授、石莉紅教授和解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心劉兵研究員是本文的通訊作者，血液病醫(yī)院（血液學(xué)研究所）王洪濤助理研究員、博士研究生徐長祿、陳肖源、解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心博士研究生賀健及天津市中心婦產(chǎn)醫(yī)院楊華主任為本文的共同第一作者。該研究得到中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程（項目編號：2016-I2M-1-018、2016-I2M-3-002、 2017-I2M-1-015）、國家重點研發(fā)計劃“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”項目、國家自然科學(xué)基金等資助。該研究的實施是在院校創(chuàng)新工程的大力支持下，啟動血細(xì)胞圖譜計劃“ABC（Atlas of Blood Cells）”為背景，以血液病醫(yī)院（血液學(xué)研究所）整體布局和重點突破方向為導(dǎo)向，是血細(xì)胞圖譜項目催生系列成果中的又一力作。
原文鏈接：https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(20)30544-0
文圖|血研所
