近日局嘁，Ce l l Re s e a rc h（ IF= 2 5 . 3 6 1 ）上 發(fā) 表 了 題為Identification of HSC/MPP expansion units in fetal liver by single-cell spatiotemporal transcriptomics的文章溉箕，這部分工作中，作者利用單細胞測序聯合空 間 轉錄組（時空轉錄組）技術悦昵，首次發(fā)現了小鼠胎肝發(fā)育中造血干細胞和多能祖細胞擴增的基本功能單元肴茄，為造血干細胞的體外擴增提供了新的理論支持。
研究背景：造血干細胞和多能祖細胞（hematopoietic stem cell and multipotent progenitor但指，HSC/MPP）具有自我更新和多向分化能力寡痰，是脊椎動物造血功能的根源抗楔，HSC/MPP移植是治療惡性血液疾病的有效思路。在實踐中拦坠，如何在體外培養(yǎng)擴增足夠數量的HSC/MPP连躏，并保持其干性，是相關研究中的難點贞滨。胎肝是HSC/MPP擴增的天然場所入热，在這里造血干細胞進行快速擴增，并保持較強的干性晓铆。解析這一擴增性造血器官的細胞群體構成以及互作網絡勺良，可以為體外擴增HSC/MPP提供有價值的理論支持。
科學問題：HSC/MPP在小鼠胎肝中的擴展特征/胎肝血細胞和微環(huán)境細胞發(fā)育的轉錄組圖譜描繪
單細胞測序
空間轉錄組
組別設置和樣本數
單細胞轉錄組：E11.5尤蒿、E12.5郑气、E13.5、E14.5 4個時間點小鼠胎肝樣本腰池，共采集32449個細胞進行測序
空間轉錄組：E14.5小鼠胎肝樣本，4張切片
對4個時間點的胎肝樣本單細胞測序結果進行UMAP降維聚類忙芒，得到了21個細胞群（18個造血細胞群+3個微環(huán)境細胞群）示弓；各細胞類群的比例與其發(fā)育階段動態(tài)相關；微環(huán)境細胞/生態(tài)位細胞/龕細胞（niche cell）：干細胞周圍為干細胞提供特殊保護環(huán)境的細胞
對各細胞亞群的進一步轉錄特征分析（差異性基因分析呵萨、GO功能富集分析和干性評分）奏属，找到最具有干細胞特征的亞群HSC/MPP-1，并發(fā)現了其標志物CD93潮峦；細胞實驗驗證CD93+細胞具有更強的增殖能力囱皿，表明CD93是干性HSC/MPP的有效標志物，并與其干性功能相關
CellPhoneDB受體-配體分析忱嘹，構建了HSC/MPP和微環(huán)境細胞的互作調控網絡嘱腥；鑒定潛在的促擴增分子，如生長因子MDK和PTN等拘悦；
對E14.5小鼠胎肝樣本進行空間轉錄組測序齿兔，結果首先進行細胞亞群的聚類識別；
將HSC / MPP的周圍空間定義Intra-spot（關系最為密切）础米、Inter-spot（關系第二密切）和Others（關系疏遠）三類分苇，觀察到巨噬細胞信號高度富集在HSC/MPP信號周圍；
CellPhoneDB受體-配體分析驗證具有相鄰關系的巨噬細胞和HSC/MPP屁桑，分別表達相應的配體和受體医寿，證明了二者間存在密切的作用關系；
巨噬細胞形成“口袋狀”結構（HSC/MPP pocket-like units 蘑斧，HSC PLUS）包圍 HSC/MPP靖秩；
F4/80：小鼠巨噬細胞
c-Kit艾帐、Runx1、Mecom盆偿、CD150：HSC/MPP
內皮細胞緊密分布在HSC/MPP鄰近區(qū)域柒爸，參與其擴增的調控；
Lyve1：內皮細胞
EphrinB2：動脈門血管
EphB4：靜脈
F4/80：小鼠巨噬細胞
Runx1事扭、c-Kit：HSCs / MPP
小鼠胎肝的單細胞數據和人類胎肝的單細胞數據（已發(fā)表數據）比對捎稚，發(fā)現小鼠和人類胎肝之間具有保守的細胞類型和擴增途徑，提示人體也存在類似的HSC/MPP 基礎擴增單元HSC PLUS求橄，多標染色顯示支持的結果今野；
CD68：人巨噬細胞
CD34：HSCs / MPP
研究思路/技術路線
01
提出問題：胎肝血細胞和微環(huán)境細胞發(fā)育的轉錄組圖譜的時空描繪？
02
小鼠胎肝罐农，不同時間點收樣的單細胞測序条霜。
03
解析細胞群體，描繪細胞種類和表達特征與時間的動態(tài)關系涵亏， CellPhoneDB受體-配體預測細胞間通訊
04
小鼠胎肝空間轉錄組宰睡，驗證互作細胞和配對信號分子（巨噬細胞和HSC/MPP）的空間分布特征
05
多標驗證和展示HSC / MPP和巨噬細胞/內皮細胞分布關系，定義HSC/MPP擴增的基本功能性單元HSC PLUS气筋，細胞實驗等驗證發(fā)揮功能的促生長因子
06
人鼠胎肝單細胞數據比較拆内，驗證HSC/MPP擴增結構和分子機制人鼠間保守
