作為研究歷史最長、臨床應用最廣泛、治療效果最確切的成體干細胞之一的造血干細胞（HSC）依靠其自我更新和多向分化功能，維持整個造血系統的動態平衡。HSC移植也因此廣泛用于多種血液系統疾病、自身免疫性疾病和多種遺傳性疾病治療。在臨床實踐中，通常在移植后不同時間點采集受者的外周血或者骨髓，評估移植物的植入效率及造血恢復情況。但對于HSC在骨髓歸巢后如何增殖、分化并重建整個造血的動態過程卻知之甚少。這方面研究對解決目前臨床HSC移植植入問題具有重要意義。
2020年5月4日，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/朱平課題組在Nature Cell Biology上發表了題為“Differentiation of transplanted haematopoietic stem cells tracked by single cell transcriptomic analysis”最新研究成果。該研究首先利用單細胞轉錄組測序技術建立了小鼠穩態造血情況下造血細胞群的單細胞轉錄組圖譜，并進一步利用該圖譜和小鼠HSC移植模型追蹤移植后早期（1周內）HSC的生物學行為變化。
本研究發現移植后早期供體HSC并未發生想象中的劇烈擴增，反而快速向不同潛能的MPP細胞進行分化，同時伴有少量巨核/紅系和髓系前體細胞(tMEs和tGMs)的出現。基于功能學（Functional）、免疫表型（Immunophenotypical）和轉錄組特征（Transcriptional）（FIT）三個方面更加全面地定義了造血系統21個細胞群體，建立了穩態下造血細胞轉錄組圖譜，為深入研究血液系統生理和病理狀態提供了更系統和客觀的參照；對于高度異質性的HSC從上述“FIT”三方面的綜合評估，有利于在單細胞水平更加準確定義出 “FIT”的HSC；尤為重要的是，基于“FIT”三方面的評估，首次揭示了HSC移植后早期供體來源的細胞類型，供體HSC向下游細胞分化的過程以及該過程中涉及的動態基因表達改變和潛在的影響機制，從而揭開了HSC移植后早期生物學行為的“黑匣子”。
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）程濤教授和朱平副研究員為該文的通訊作者，董芳助理研究員等為該文的第一作者。該研究得到中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程（項目編號：2016-I2M-1-017、 2019-I2M-1-006）、中國醫學科學院中央級公益性科研院所基本科研業務費（2019RC310003）、國家重點研發計劃“干細胞及轉化研究”項目、國家自然科學基金等資助。
論文鏈接https://www.nature.com/articles/s41556-020-0512-1
血液病醫院
