【医学与健康科技创新工程进展快报第85期】

血研所程涛/朱平课题组

绘制人类32种血细胞单细胞水平转录组精细分子图谱

单细胞分子图谱构建与研究是近年来全球生物医药领域研究的前沿和热点。中国医学科学院在国家医学与健康创新工程的支持下，2017年率先启动了旨在以血液系统为突破口的血细胞分子图谱（Atlas of Blood Cells, ABC）项目，并牵头成立ABC研究联盟。联盟成员围绕血细胞发育、分化、维持及病变等，在Nature、Nature Cell Biology、Nature Immunology、Cell Stem Cell等先后发表了一系列有影响的研究论文。

中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）程涛教授领衔的多个研究组在绘制了小鼠稳态造血系统的28个免疫表型血细胞群单细胞转录组图谱，并首次解析小鼠造血干细胞移植早期造血重建动力学变化规律后（Nature Cell Biology  2020），2020年8月24日，程涛教授带领朱平等多个课题组在National Science Review杂志又在线发表了“Single-cell Transcriptomic Landscape of Human Blood Cell”的研究论文。该研究结合免疫表型和转录组测序，从编码基因和长非编码RNA表达、以及转录因子调控网络等多个角度，绘制了精细的人血细胞单细胞转录组图谱。

作者首先从21例健康成人的骨髓以及少量外周血中，分选了32种血细胞并进行单细胞转录组深度测序。基于蛋白编码基因和lncRNAs，作者绘制了人血细胞的单细胞转录组图谱，发现二者反映的造血分化路径保持高度一致。此外，该研究还鉴定了各血细胞亚群特异高表达的lncRNAs，发现这些特征lncRNAs倾向于与邻近的特征蛋白编码基因共表达，且关联程度随着血细胞分化成熟而逐渐增强。随后，研究人员解析了造血分化过程中的转录因子调控网络，挖掘了潜在的造血分化调控因子；提示淋系的转录调控网络具有细胞类型特异性，而中性粒细胞和单核细胞则被共同的转录因子所调控。为进一步绘制不同血细胞群体的分化模式，研究人员对各类血细胞群体（造血干祖细胞、B细胞、NK细胞、T细胞、单核细胞、中性粒细胞和红细胞）进行重新分群分析和准确定义，深入解析了各类血细胞群体内部的分化特征和分化轨迹。通过对红细胞进行重新分群分析，本文首次提出CD74阳性有核红细胞可能具有免疫功能。最后，作者搭建了具有检索基因表达和预测血细胞类型等功能的在线数据库网站（http://scrna.sklehabc.com），并释放了快速预测血细胞类型的R包（https://github.com/pzhulab/abcCellmap），可为血细胞研究提供重要的转录组参考。

本研究受到中国医学科学院医学与健康科技创新工程 （2017-I2M-1-015, 2019-I2M-1-006, 2016-I2M-1-017, 2019-I2M-2-001）、国家科技部重点研究开发计划和国家自然科学基金的大力支持。中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）程涛教授、朱平副研究员和郝莎副研究员为本文通讯作者，助理研究员谢小韦、刘梦瑶和博士生张雅文为本论文共同第一作者。

论文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa180

文字|血研所