來自英國Newcastle University和Wellcome Sanger Institute等機構(gòu)的科學(xué)家在Nature上以長文形式發(fā)表了題為“Decoding human fetal liver haematopoiesis”的研究，首次報道了由胎肝驅(qū)動的人胚胎造血和免疫系統(tǒng)發(fā)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(shù)和單細胞測序技術(shù)對其進行了轉(zhuǎn)錄組基因表達定量分析，從而構(gòu)建了完整的人胚胎造血和免疫系統(tǒng)發(fā)育圖譜。

基于這一單細胞圖譜數(shù)據(jù)集，作者主要利用了基于力導(dǎo)向圖算法的數(shù)據(jù)降維方法，以高維度基因表達譜為依據(jù)，推測了造血和免疫細胞的發(fā)育路徑。這一路徑推測分析給出了三個符合已知研究結(jié)果的由造血干細胞生發(fā)的血液系統(tǒng)細胞主要發(fā)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(fā)育過程中完整的血液、免疫系統(tǒng)動態(tài)變化過程，在契合現(xiàn)存大體知識框架的前提下為這一復(fù)雜生物學(xué)現(xiàn)象補充了豐富的細節(jié)。

利用上述的發(fā)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(tài)分析，作者還揭示了多項關(guān)于胚胎造血及免疫系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)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(xiàn)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?qū)ψ訉m內(nèi)人體造血和免疫系統(tǒng)發(fā)育的動態(tài)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(fù)雜互作交流的生物學(xué)過程提供了助力，是發(fā)育生物學(xué)、免疫生物學(xué)和血液生物學(xué)領(lǐng)域中的寶貴資源。  (生物谷Bioon.com）

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