2022年12月8日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所）程濤教授、朱平研究員和胡林萍副研究員合作團(tuán)隊(duì)在Developmental Cell《發(fā)育細(xì)胞》雜志在線發(fā)表了題為“Temporal molecular program of human hematopoietic stem and progenitor cells after birth”（人出生后造血干祖細(xì)胞發(fā)育特征及時(shí)空規(guī)律）的研究論文。該研究利用單細(xì)胞測序等技術(shù)體系，全面詳細(xì)比較了出生后不同年齡階段人造血干祖細(xì)胞（HSPC）轉(zhuǎn)錄組、表型和功能特征，首次揭示成體人HSPC發(fā)育規(guī)律，同時(shí)也為臨床移植造血干細(xì)胞（HSC）質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定重要基礎(chǔ)。
造血干細(xì)胞通過自我更新和多向分化產(chǎn)生所有類型的血細(xì)胞，在人類整個(gè)生命周期中維持造血。目前，HSC移植廣泛應(yīng)用于治療血液、免疫、遺傳性以及惡性腫瘤等多種疾病，其發(fā)育和再生研究在整個(gè)干細(xì)胞領(lǐng)域發(fā)揮范式引領(lǐng)作用。以往對小鼠整個(gè)生命周期的HSC研究顯示，HSC在不同的發(fā)育階段具有顯著的功能異質(zhì)性。然而，人出生后不同階段骨髓HSPC發(fā)育特征及時(shí)空規(guī)律的系統(tǒng)性研究仍是空白。
本研究團(tuán)隊(duì)首先利用單細(xì)胞標(biāo)記逆轉(zhuǎn)錄RNA測序法（STRT-seq）對不同年齡階段（新生兒、嬰兒、兒童、成人、老年）的骨髓HSPC細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組建庫和深度測序，構(gòu)建了人出生后骨髓HSPC發(fā)育分子圖譜。通過系統(tǒng)解析發(fā)育圖譜，揭示了人骨髓HSPC發(fā)育的分子動(dòng)力學(xué)規(guī)律。進(jìn)一步，通過解析人多潛能主細(xì)胞（MPP）群體的異質(zhì)性，精準(zhǔn)鑒定出MPP1和MPP2新亞群，篩選并功能驗(yàn)證CD52作為分離紅/巨核系偏向MPP1和髓/淋系偏向MPP2的有效分子標(biāo)志物，且該特征在臍血MPP中具有普適性。最后，通過解析同一時(shí)間點(diǎn)取材的新生兒骨髓和臍血HSPC，發(fā)現(xiàn)新生兒骨髓HSC的細(xì)胞周期更為靜息，顯著高表達(dá)干性相關(guān)基因。移植實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新生兒骨髓HSC比臍血HSC體內(nèi)長期造血重建以及自我更新能力更強(qiáng)，骨髓再造細(xì)胞（SRC）含量更高。
綜上，該研究首次描繪了人出生后正常發(fā)育和衰老過程中骨髓HSPC動(dòng)態(tài)分子圖譜，揭示人骨髓HSPC的異質(zhì)性亞群（MPP1和MPP2）、發(fā)育時(shí)空規(guī)律及譜系分化特征；功能鑒定新生兒骨髓HSC為高潛能造血干細(xì)胞克隆，可為挖掘移植后高重建效能HSC提供重要參考。該研究中不同年齡階段HSPC的研究結(jié)論，可為臨床基因編輯和干細(xì)胞移植等細(xì)胞治療的供者年齡選擇提供思路，也為解析特定血液疾病的起源以及年齡特異干細(xì)胞分子改變奠定基礎(chǔ)。
該研究獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFA1100900，2022YFA1103500）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81970104, 81730006, 81890990）、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程（2021-I2M-1-040, 2021-I2M-1-019）和細(xì)胞生態(tài)海河實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新基金（HH22KYZX0040, HH22KYZX0018, HH22KYZX0016）等基金的支持。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所）程濤教授、朱平研究員和胡林萍副研究員為共同通訊作者，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所）博士畢業(yè)生張雅文、助理研究員謝小韋、博士生黃耀瑾為并列第一作者。
原文鏈接：https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(22)00813-9
