單細胞分子圖譜構建與研究是近年來全球生物醫藥領域研究的前沿和熱點。中國醫學科學院在國家醫學與健康創新工程的支持下，2017年率先啟動了旨在以血液系統為突破口的血細胞分子圖譜（Atlas of Blood Cells, ABC）項目，并牽頭成立ABC研究聯盟。聯盟成員圍繞血細胞發育、分化、維持及病變等，在Nature、Nature Cell Biology、Nature Immunology、Cell Stem Cell等先后發表了一系列有影響的研究論文。
中國醫學科學院血液病醫院（中國醫學科學院血液學研究所）程濤教授領銜的多個研究組在繪制了小鼠穩態造血系統的28個免疫表型血細胞群單細胞轉錄組圖譜，并首次解析小鼠造血干細胞移植早期造血重建動力學變化規律后（Nature Cell Biology 2020），2020年8月24日，程濤教授帶領朱平等多個課題組在National Science Review雜志又在線發表了“Single-cell Transcriptomic Landscape of Human Blood Cell”的研究論文。該研究結合免疫表型和轉錄組測序，從編碼基因和長非編碼RNA表達、以及轉錄因子調控網絡等多個角度，繪制了精細的人血細胞單細胞轉錄組圖譜。
作者首先從21例健康成人的骨髓以及少量外周血中，分選了32種血細胞并進行單細胞轉錄組深度測序。基于蛋白編碼基因和lncRNAs，作者繪制了人血細胞的單細胞轉錄組圖譜，發現二者反映的造血分化路徑保持高度一致。此外，該研究還鑒定了各血細胞亞群特異高表達的lncRNAs，發現這些特征lncRNAs傾向于與鄰近的特征蛋白編碼基因共表達，且關聯程度隨著血細胞分化成熟而逐漸增強。隨后，研究人員解析了造血分化過程中的轉錄因子調控網絡，挖掘了潛在的造血分化調控因子；提示淋系的轉錄調控網絡具有細胞類型特異性，而中性粒細胞和單核細胞則被共同的轉錄因子所調控。為進一步繪制不同血細胞群體的分化模式，研究人員對各類血細胞群體（造血干祖細胞、B細胞、NK細胞、T細胞、單核細胞、中性粒細胞和紅細胞）進行重新分群分析和準確定義，深入解析了各類血細胞群體內部的分化特征和分化軌跡。通過對紅細胞進行重新分群分析，本文首次提出CD74陽性有核紅細胞可能具有免疫功能。最后，作者搭建了具有檢索基因表達和預測血細胞類型等功能的在線數據庫網站（http://scrna.sklehabc.com），并釋放了快速預測血細胞類型的R包（https://github.com/pzhulab/abcCellmap），可為血細胞研究提供重要的轉錄組參考。
本研究受到中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程 （2017-I2M-1-015, 2019-I2M-1-006, 2016-I2M-1-017, 2019-I2M-2-001）、國家科技部重點研究開發計劃和國家自然科學基金的大力支持。中國醫學科學院血液病醫院（中國醫學科學院血液學研究所）程濤教授、朱平副研究員和郝莎副研究員為本文通訊作者，助理研究員謝小韋、劉夢瑤和博士生張雅文為本論文共同第一作者。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa180
文字|血研所
