近日，中國科學(xué)院北京基因組研究所（國家生物信息中心）研究員王前飛研究組，首次繪制了小鼠巨核細胞的單細胞轉(zhuǎn)錄組圖譜，揭示了體內(nèi)巨核細胞在分子、空間分布及功能上的異質(zhì)性，在此基礎(chǔ)上提出了一種新的巨核細胞分類系統(tǒng)，而免疫巨核群體可能是一個新型造血分支。
　　以往研究對巨核細胞功能的認識局限于產(chǎn)生具有止血凝血功能的血小板，而近年來的研究發(fā)現(xiàn)，巨核細胞具有微環(huán)境調(diào)控及免疫調(diào)節(jié)等多種功能，這些不同功能究竟由相同細胞還是特定細胞群體來完成，是國際前沿的關(guān)鍵科學(xué)問題。然而，由于巨核細胞具有數(shù)目少、體積大、易碎等特性，限制了巨核細胞研究的發(fā)展。該研究突破了成年體內(nèi)巨核細胞分離技術(shù)的瓶頸，采用鏡下流式分選、手工挑選、熒光原位雜交和免疫熒光的系列組合技術(shù)，首次分離并鑒定了2N-32N不同倍體的單個巨核細胞的轉(zhuǎn)錄組特征，探究了巨核細胞的分子及功能異質(zhì)性。
　　通過單細胞轉(zhuǎn)錄組結(jié)合單個細胞的倍體信息，研究組在小鼠和人骨髓中均鑒定到相似的4個功能異質(zhì)性群體及倍體分布特征，包括多倍體化、免疫、微環(huán)境和產(chǎn)出血小板亞群。研究利用三維免疫熒光技術(shù)，檢測小鼠體內(nèi)原位，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)出血小板亞群與血管接觸，而微環(huán)境亞群與造血干細胞位置靠近。體內(nèi)外功能實驗驗證了不同亞群在功能上的獨特性。其中，免疫亞群不僅可以快速應(yīng)對炎性刺激發(fā)生群體擴張，而且具有吞噬、抗原遞呈等功能。研究整合骨髓和肺、胚胎和成體的單細胞數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)免疫亞群具有跨越不同種屬、組織和發(fā)育階段的保守性，但在形態(tài)和分子特征上又區(qū)別于經(jīng)典免疫細胞，從而提出巨核免疫亞群是全新的造血譜系分支。該成果有望促進血液和免疫交叉學(xué)科的發(fā)展，為造血和血小板形成的基礎(chǔ)科學(xué)和巨核細胞/血小板疾病的臨床研究提供新思路和新策略。
　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中科院青年創(chuàng)新促進會等的資助。相關(guān)研究成果（Single-Cell Analysis of Ploidy and Transcriptome Reveals Functional and Spatial Divergency in Murine Megakaryopoiesis）以封面文章形式發(fā)表在《血液》（Blood）上，并邀請巨核領(lǐng)域?qū)＜襑illiamVainchenker、Hana Raslov撰寫專業(yè)述評文章（The megakaryocyte: a cell with 3 faces as a mythic god？），認為這是一項創(chuàng)新性的成果，將為巨核領(lǐng)域打開新的大門。該研究同時被Blood主編選為新聞速遞，通過語音播報形式推送給國際血液領(lǐng)域同行。該研究發(fā)現(xiàn)的巨核細胞不同功能亞群分子標記物組合及其用途已申請國內(nèi)發(fā)明專利。
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　　體內(nèi)巨核細胞的功能及空間異質(zhì)性