2019年10月10日,來自英國NewcastleUniversity和Wellcome Sanger Institute等機構的科學家在Nature上以長文形式發表了題為“Decodinghuman fetal liver haematopoiesis”的研究,首次報道了由胎肝驅動的人胚胎造血和免疫系統發育過程的單細胞圖譜。 

 

 在該項研究中,作者首先制備了受孕后4周至17周的人胚胎肝臟、卵黃囊、腎臟和皮膚組織單細胞懸液,隨后利用流式細胞術和單細胞測序技術對其進行了轉錄組基因表達定量分析,從而構建了完整的人胚胎造血和免疫系統發育圖譜。  


 基于這一單細胞圖譜數據集,作者主要利用了基于力導向圖算法的數據降維方法,以高維度基因表達譜為依據,推測了造血和免疫細胞的發育路徑。這一路徑推測分析給出了三個符合已知研究結果的由造血干細胞生發的血液系統細胞主要發育過程,包括紅系細胞—巨核細胞—肥大細胞系、B/T淋巴細胞系及髓系細胞系。上述分析以極高的時空分辨率揭示了人胚胎發育過程中完整的血液、免疫系統動態變化過程,在契合現存大體知識框架的前提下為這一復雜生物學現象補充了豐富的細節。  


 利用上述的發育路徑推測分析及對特定細胞群基因表達時間序列的動態分析,作者還揭示了多項關于胚胎造血及免疫系統發育的關鍵事件和重要過程,例如:樹突狀細胞群早在受孕后7周就出現于胎肝和非淋巴系組織中等。 

 

 總之,這項研究克服了人體胚胎組織在收集方面的困難,利用細分時間點的單細胞水平測序對子宮內人體造血和免疫系統發育的動態過程進行了精準刻畫,揭示了造血干細胞分化為各類血細胞和免疫細胞及遷移至不同器官中進行功能特化的路徑,為理解這一涉及眾多功能主體和復雜互作交流的生物學過程提供了助力,是發育生物學、免疫生物學和血液生物學領域中的寶貴資源。

(新聞來源:科技部)

  責任編輯|宋瀠晞



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