近日，中國科學院北京基因組研究所（國家生物資訊中心）研究員王前飛研究組，首次繪製了小鼠巨核細胞的單細胞轉錄組圖譜，揭示了體內巨核細胞在分子、空間分佈及功能上的異質性，在此基礎上提出了一種新的巨核細胞分類系統，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侷限於產生具有止血凝血功能的血小板，而近年來的研究發現，巨核細胞具有微環境調控及免疫調節等多種功能，這些不同功能究竟由相同細胞還是特定細胞群體來完成，是國際前沿的關鍵科學問題。然而，由於巨核細胞具有數目少、體積大、易碎等特性，限制了巨核細胞研究的發展。該研究突破了成年體內巨核細胞分離技術的瓶頸，採用鏡下流式分選、手工挑選、熒光原位雜交和免疫熒光的系列組合技術，首次分離並鑑定了2N-32N不同倍體的單個巨核細胞的轉錄組特徵，探究了巨核細胞的分子及功能異質性。
透過單細胞轉錄組結合單個細胞的倍體資訊，研究組在小鼠和人骨髓中均鑑定到相似的4個功能異質性群體及倍體分佈特徵，包括多倍體化、免疫、微環境和產出血小板亞群。研究利用三維免疫熒光技術，檢測小鼠體內原位，發現產出血小板亞群與血管接觸，而微環境亞群與造血幹細胞位置靠近。體內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對炎性刺激發生群體擴張，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資料，發現免疫亞群具有跨越不同種屬、組織和發育階段的保守性，但在形態和分子特徵上又區別於經典免疫細胞，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科的發展，為造血和血小板形成的基礎科學和巨核細胞/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基金和中科院青年創新促進會等的資助。相關研究成果（Single-Cell Analysis of Ploidy and Transcriptome Reveals Functional and Spatial Divergency in Murine Megakaryopoiesis）以封面文章形式發表在《血液》（Blood）上，並邀請巨核領域專家WilliamVainchenker、Hana Raslov撰寫專業述評文章（The megakaryocyte: a cell with 3 faces as a mythic god？），認為這是一項創新性的成果，將為巨核領域開啟新的大門。該研究同時被Blood主編選為新聞速遞，透過語音播報形式推送給國際血液領域同行。該研究發現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發明專利。
體內巨核細胞的功能及空間異質性
來源：中國科學院北京基因組研究所
