2022年12月8日，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、朱平研究员和胡林萍副研究员合作团队在Developmental Cell《发育细胞》杂志在线发表了题为“Temporal molecular program of human hematopoietic stem and progenitor cells after birth”（人出生后造血干祖细胞发育特征及时空规律）的研究论文。该研究利用单细胞测序等技术体系，全面详细比较了出生后不同年龄阶段人造血干祖细胞（HSPC）转录组、表型和功能特征，首次揭示成体人HSPC发育规律，同时也为临床移植造血干细胞（HSC）质量控制标准的制定奠定重要基础。
造血干细胞通过自我更新和多向分化产生所有类型的血细胞，在人类整个生命周期中维持造血。目前，HSC移植广泛应用于治疗血液、免疫、遗传性以及恶性肿瘤等多种疾病，其发育和再生研究在整个干细胞领域发挥范式引领作用。以往对小鼠整个生命周期的HSC研究显示，HSC在不同的发育阶段具有显著的功能异质性。然而，人出生后不同阶段骨髓HSPC发育特征及时空规律的系统性研究仍是空白。
本研究团队首先利用单细胞标记逆转录RNA测序法（STRT-seq）对不同年龄阶段（新生儿、婴儿、儿童、成人、老年）的骨髓HSPC细胞进行单细胞转录组建库和深度测序，构建了人出生后骨髓HSPC发育分子图谱。通过系统解析发育图谱，揭示了人骨髓HSPC发育的分子动力学规律。进一步，通过解析人多潜能主细胞（MPP）群体的异质性，精准鉴定出MPP1和MPP2新亚群，筛选并功能验证CD52作为分离红/巨核系偏向MPP1和髓/淋系偏向MPP2的有效分子标志物，且该特征在脐血MPP中具有普适性。最后，通过解析同一时间点取材的新生儿骨髓和脐血HSPC，发现新生儿骨髓HSC的细胞周期更为静息，显著高表达干性相关基因。移植实验结果表明新生儿骨髓HSC比脐血HSC体内长期造血重建以及自我更新能力更强，骨髓再造细胞（SRC）含量更高。
综上，该研究首次描绘了人出生后正常发育和衰老过程中骨髓HSPC动态分子图谱，揭示人骨髓HSPC的异质性亚群（MPP1和MPP2）、发育时空规律及谱系分化特征；功能鉴定新生儿骨髓HSC为高潜能造血干细胞克隆，可为挖掘移植后高重建效能HSC提供重要参考。该研究中不同年龄阶段HSPC的研究结论，可为临床基因编辑和干细胞移植等细胞治疗的供者年龄选择提供思路，也为解析特定血液疾病的起源以及年龄特异干细胞分子改变奠定基础。
该研究获得国家重点研发计划（2021YFA1100900，2022YFA1103500）、国家自然科学基金项目（81970104, 81730006, 81890990）、中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2021-I2M-1-040, 2021-I2M-1-019）和细胞生态海河实验室创新基金（HH22KYZX0040, HH22KYZX0018, HH22KYZX0016）等基金的支持。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、朱平研究员和胡林萍副研究员为共同通讯作者，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）博士毕业生张雅文、助理研究员谢小韦、博士生黄耀瑾为并列第一作者。
原文链接：https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(22)00813-9
