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   八月 11, 2020   瀏覽:2023 次



【醫學與健康科技創新工程進展快報第80期】

血研所團隊首次通過單細胞轉錄組解析中性粒細胞的異質性

 

2020年7月27日中國醫學科學院血液病醫院(中國醫學科學院血液學研究所)、實驗血液學國家重點實驗室為第一單位在Nature Immunology上發表題為 “Single-cell transcriptome profiling reveals neutrophil heterogeneity in homeostasis and infection”的最新研究成果。該研究首次從單細胞尺度系統性地描繪了中性粒細胞在穩態和炎癥狀態下成熟、分化和命運決定過程中的異質性群體和轉錄組動態變化,整合了領域內已有的關于中性粒細胞異質性分類,為進一步研究中性粒細胞提供了有價值的參考數據資源。

 

中性粒細胞是天然免疫系統的主要組成部分,作為循環白細胞中數量最多的細胞類型,是宿主抵御入侵細菌等病原體的第一道防線。然而,目前對中性粒細胞的分群主要是依靠經典的形態學,中性粒細胞的異質性一直存在爭議,這種分歧阻礙了中性粒細胞研究的發展。與其他血液和免疫細胞類型相比,中性粒細胞中基因表達的數量和水平較低,從技術層面上對RNA的捕獲更加困難。另外,由于中性粒細胞的生存期只有15-20小時,對實驗操作細節也提出了更高的要求。

 

作者們通過優化實驗條件,分別對小鼠穩態下的骨髓、外周血和脾臟進行中性粒細胞分離和單細胞RNA測序,并結合生物信息學方法建立了穩態條件下的中性粒單細胞圖譜。此外,作者們還將之前文獻中使用單細胞測序定義的異質性群體映射到本研究建立的中性粒細胞參考圖譜,統一了領域對小鼠穩態下中性粒細胞異質性的分類。
為了研究細菌感染對中性粒細胞發育及亞群的影響,作者們分離了急性腹膜炎小鼠的骨髓、外周血、脾臟及感染部位的中性粒細胞進行單細胞RNA測序和分析。發現在炎癥狀態下的中性粒細胞的異質性群體沒有改變,但各群體的數目比例、功能特征、轉錄因子表達和群體轉化路徑等發生了明顯變化。分析和實驗結果共同表明,急性髓系造血主要通過增強早期中性粒細胞分裂活動和縮短分裂后中性粒細胞成熟時間來共同完成,這些發現為急性細菌性感染治療提供了潛在分子靶標。

 

該研究得到中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程(項目編號:2017-I2M-1-015, 2016-I2M-1-003, 2016-I2M-1-017)、中國醫學科學院中央級公益性科研院所基本科研業務費(2018RC31002, 2018PT32034, 2017PT31033)和國家自然科學基金(81970107 和 81421002)等資助。同時,該研究的實施以血細胞圖譜計劃“ABC(Atlas of Blood Cells)”啟動為背景,以血液病醫院(血液學研究所)整體布局和重點突破方向為導向,是血細胞圖譜項目繼Nature Cell Biology之后的第二篇高水平成果。

 

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41590-020-0736-z

 

 

 

 

 

 

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