單細(xì)胞分子圖譜構(gòu)建與研究是近年來全球生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究的前沿和熱點(diǎn)。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院在國家醫(yī)學(xué)與健康創(chuàng)新工程的支持下，2017年率先啟動(dòng)了旨在以血液系統(tǒng)為突破口的血細(xì)胞分子圖譜（Atlas of Blood Cells, ABC）項(xiàng)目，并牽頭成立ABC研究聯(lián)盟。聯(lián)盟成員圍繞血細(xì)胞發(fā)育、分化、維持及病變等，在Nature、Nature Cell Biology、Nature Immunology、Cell Stem Cell等先后發(fā)表了一系列有影響的研究論文。
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）程濤教授領(lǐng)銜的多個(gè)研究組在繪制了小鼠穩(wěn)態(tài)造血系統(tǒng)的28個(gè)免疫表型血細(xì)胞群?jiǎn)渭?xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜，并首次解析小鼠造血干細(xì)胞移植早期造血重建動(dòng)力學(xué)變化規(guī)律后（Nature Cell Biology 2020），2020年8月24日，程濤教授帶領(lǐng)朱平等多個(gè)課題組在National Science Review雜志又在線發(fā)表了“Single-cell Transcriptomic Landscape of Human Blood Cell”的研究論文。該研究結(jié)合免疫表型和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，從編碼基因和長(zhǎng)非編碼RNA表達(dá)、以及轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)角度，繪制了精細(xì)的人血細(xì)胞單細(xì)胞轉(zhuǎn)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(xì)胞并進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組深度測(cè)序。基于蛋白編碼基因和lncRNAs，作者繪制了人血細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜，發(fā)現(xiàn)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(xì)胞亞群特異高表達(dá)的lncRNAs，發(fā)現(xiàn)這些特征lncRNAs傾向于與鄰近的特征蛋白編碼基因共表達(dá)，且關(guān)聯(lián)程度隨著血細(xì)胞分化成熟而逐漸增強(qiáng)。隨后，研究人員解析了造血分化過程中的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，挖掘了潛在的造血分化調(diào)控因子；提示淋系的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)具有細(xì)胞類型特異性，而中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞則被共同的轉(zhuǎn)錄因子所調(diào)控。為進(jìn)一步繪制不同血細(xì)胞群體的分化模式，研究人員對(duì)各類血細(xì)胞群體（造血干祖細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、T細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和紅細(xì)胞）進(jìn)行重新分群分析和準(zhǔn)確定義，深入解析了各類血細(xì)胞群體內(nèi)部的分化特征和分化軌跡。通過對(duì)紅細(xì)胞進(jìn)行重新分群分析，本文首次提出CD74陽性有核紅細(xì)胞可能具有免疫功能。最后，作者搭建了具有檢索基因表達(dá)和預(yù)測(cè)血細(xì)胞類型等功能的在線數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站（http://scrna.sklehabc.com），并釋放了快速預(yù)測(cè)血細(xì)胞類型的R包（https://github.com/pzhulab/abcCellmap），可為血細(xì)胞研究提供重要的轉(zhuǎn)錄組參考。
本研究受到中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程 （2017-I2M-1-015, 2019-I2M-1-006, 2016-I2M-1-017, 2019-I2M-2-001）、國家科技部重點(diǎn)研究開發(fā)計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金的大力支持。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）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(mèng)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
