2020年7月27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）、實驗血液學(xué)國家重點實驗室為第一單位在Nature Immunology上發(fā)表題為 “Single-cell transcriptome profiling reveals neutrophil heterogeneity in homeostasis and infection”的最新研究成果。該研究首次從單細胞尺度系統(tǒng)性地描繪了中性粒細胞在穩(wěn)態(tài)和炎癥狀態(tài)下成熟、分化和命運決定過程中的異質(zhì)性群體和轉(zhuǎn)錄組動態(tài)變化，整合了領(lǐng)域內(nèi)已有的關(guān)于中性粒細胞異質(zhì)性分類，為進一步研究中性粒細胞提供了有價值的參考數(shù)據(jù)資源。
中性粒細胞是天然免疫系統(tǒng)的主要組成部分，作為循環(huán)白細胞中數(shù)量最多的細胞類型，是宿主抵御入侵細菌等病原體的第一道防線。然而，目前對中性粒細胞的分群主要是依靠經(jīng)典的形態(tài)學(xué)，中性粒細胞的異質(zhì)性一直存在爭議，這種分歧阻礙了中性粒細胞研究的發(fā)展。與其他血液和免疫細胞類型相比，中性粒細胞中基因表達的數(shù)量和水平較低，從技術(shù)層面上對RNA的捕獲更加困難。另外，由于中性粒細胞的生存期只有15-20小時，對實驗操作細節(jié)也提出了更高的要求。
作者們通過優(yōu)化實驗條件，分別對小鼠穩(wěn)態(tài)下的骨髓、外周血和脾臟進行中性粒細胞分離和單細胞RNA測序，并結(jié)合生物信息學(xué)方法建立了穩(wěn)態(tài)條件下的中性粒單細胞圖譜。此外，作者們還將之前文獻中使用單細胞測序定義的異質(zhì)性群體映射到本研究建立的中性粒細胞參考圖譜，統(tǒng)一了領(lǐng)域?qū)π∈蠓€(wěn)態(tài)下中性粒細胞異質(zhì)性的分類。
為了研究細菌感染對中性粒細胞發(fā)育及亞群的影響，作者們分離了急性腹膜炎小鼠的骨髓、外周血、脾臟及感染部位的中性粒細胞進行單細胞RNA測序和分析。發(fā)現(xiàn)在炎癥狀態(tài)下的中性粒細胞的異質(zhì)性群體沒有改變，但各群體的數(shù)目比例、功能特征、轉(zhuǎn)錄因子表達和群體轉(zhuǎn)化路徑等發(fā)生了明顯變化。分析和實驗結(jié)果共同表明，急性髓系造血主要通過增強早期中性粒細胞分裂活動和縮短分裂后中性粒細胞成熟時間來共同完成，這些發(fā)現(xiàn)為急性細菌性感染治療提供了潛在分子靶標。
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：2017-I2M-1-015, 2016-I2M-1-003, 2016-I2M-1-017）、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費（2018RC31002, 2018PT32034, 2017PT31033）和國家自然科學(xué)基金（81970107 和 81421002）等資助。同時，該研究的實施以血細胞圖譜計劃“ABC(Atlas of Blood Cells)”啟動為背景，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，是血細胞圖譜項目繼Nature Cell Biology之后的第二篇高水平成果。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41590-020-0736-z
