项目文章 | Nature—刘兵/兰雨团队在单细胞水平解读人类巨

5月20日，解放军总医院第五医学中心刘兵课题组与暨南大学基础医学院兰雨课题组合作在期刊《Nature》杂志在线发表了题为“Deciphering human macrophage development at single-cell resolution”研究论文。这项研究先对人胚期CD45+造血细胞群进行单细胞转录组测序(scRNA-seq)，深入研究了人类胚胎造血干细胞的时空分布，也进一步明确了人类巨噬细胞的起源和发育过程。

巨噬细胞是在胚胎发育过程中首先出现的免疫细胞，并且免疫也是巨噬细胞的主要功能，但越来越多的证据表明，巨噬细胞还有其他作用，例如调节造血微环境、影响代谢、介导组织修复和监督胚胎组织的发育。在小鼠胚胎中巨噬细胞的发育和功能都已经有了详细的报道，但巨噬细胞在人类胚胎中的起源和作用还有待阐明。

本研究从卡内基阶段11到23的人类胚胎中分选出CD45+造血细胞，并通过单细胞转录组测序对其进行分析，然后对CD45+CD34+CD44+这些来源于卵黄囊并具有髓细胞偏向的祖细胞群进行单细胞培养和功能鉴定。基于上述结果研究人员确定了巨噬细胞在多个解剖位点的异质性，并鉴定出了不同的细胞亚群，其中就包括各种类型的胚胎组织特异性巨噬细胞。

人类胚胎组织中CD45+造血细胞的转录组数据和功能特征（图片引自原文）

同时，本研究以小胶质细胞为重点，利用转录组和发育时期的信息，进一步追踪了来源于卵黄囊的组织特异性巨噬细胞（TRMs）和来源于髓细胞偏向性前体细胞的胚胎肝单核细胞的发育轨迹。最后，研究人员也评估了胚胎TRMs和成年TRMs中的分子相似性。该研究结果全面描述了人类胚胎发生过程中早期巨噬细胞发育的时空动态，为今后研究人类TRMs的发育和功能提供了参考。

两种不同起源的巨噬细胞对人类胚胎TRM细胞群的贡献（图片引自原文）

本研究结果为进行诱导多能干细胞（ipsc）衍生的巨噬细胞和基于这些细胞而发展的各种组织特异性系统研究奠定了基础。虽然之前的研究已经证明小鼠原始巨噬细胞和来源于ipsc的巨噬细胞之间相似性很高。而该研究结果将有助于理解ipsc来源的巨噬细胞的个体发育轨迹。