《自然》：暨南大学团队在人类巨噬细胞发育领域取得重要进展

2020-05-24 转化医学平台

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暨南大学基础医学院兰雨研究员课题组的合作研究在人类巨噬细胞发育领域取得重要进展

5月20日，暨南大学基础医学院兰雨研究员课题组的合作研究在人类巨噬细胞发育领域取得重要进展，题为“Deciphering Human Macrophage Development at Single-Cell Resolution”的研究成果在国际顶级期刊《自然》（Nature）在线发表。

基础医学院边志磊博士后为论文的第一作者，兰雨研究员和暨南大学“珠江学者”讲座教授刘兵研究员为论文的共同通讯作者。

△论文在线发表截图

巨噬细胞是什么？

巨噬细胞作为一种经典的固有免疫细胞，它种类多、分布广，在机体内扮演着“哨兵”“敢死队”和“通讯员”等重要角色。

除了为人熟知的免疫防御功能，巨噬细胞也发挥着一些重要的非免疫作用，例如在胚胎发育中它们还参与了造血微环境形成、骨和神经系统发育等。

对于如此重要的细胞群体，我们不禁要问：“它从哪里来？又要到哪里去？”，但很多时候越简单越本质的问题反而越难以准确作答。

△细胞观察及讨论 （左）边志磊博士后（中）兰雨研究员（右）刘兵研究员

揭开谜团的“金钥匙”：单细胞组学技术

相较于小鼠，人类巨噬细胞的起源和发育的研究一直以来困难重重，因为在发育早期巨噬细胞不但极其稀少，更无法示踪标记。

但兰雨研究员课题组经过多年科研积淀，终于拥有了揭开这个一直困扰科学界的谜团的“金钥匙”，那就是单细胞组学技术。

兰雨研究员聚焦血管与血液系统发育，与解放军总医院第五医学中心刘兵研究员（暨南大学讲座讲授）建立了长期合作以及研究生共同培养模式。

双方课题组共同致力于造血发育与再生领域，此前已利用这把“金钥匙”，在人类造血干细胞和T淋巴细胞发育、小鼠造血干细胞发育的血管起源、功能异质性及lncRNA调控等方面合作取得一系列重要进展（Cell Stem Cell 2019；Immunity 2019；Cell Research 2017、2019、2020）。

△流式操作及讨论 （左）刘兵研究员（中）边志磊博士后（右）兰雨研究员

为巨噬细胞相关疾病的诊断治疗 带来突破性认识和进展

该研究通过高精度的单细胞转录组测序技术，绘制了人胚（孕8周内）造血细胞发育图谱；结合转录组、免疫表型和功能三个层面定义了人胚第一个具有多系分化潜能的造血祖细胞群体，即非造血干细胞来源的早期髓系祖细胞YSMP（yolk sac-derived myeloid-biased progenitor）；精准解析了巨噬细胞尤其是小胶质细胞的起源和特化过程，包括明确了人胚期巨噬细胞的多重起源，以及组织驻留型巨噬细胞特化过程中的关键分子特征。

这些重要的科学发现，不但解决了组织驻留型巨噬细胞“从哪里来到哪里去”的核心问题，更从单细胞层面解析了其逐渐蜕变转化的分子过程。

该研究成果在为生命科学研究提供宝贵数据的同时，也可能为巨噬细胞相关疾病的诊断和治疗带来突破性的认识和进展。

△主要科学发现（左上：人胚细胞取材；右上：YSMP分化潜能构成；左下：人胚两波巨噬细胞起源；右下：人胚小胶质细胞特化过程）

课题讨论（左起：侯思元博士后、刘兵研究员、兰雨研究员、边志磊博士后、博士研究生黄涛、博士研究生公彦栋）

新加坡免疫协作组（Singapore Immunology Network）/上海市免疫学研究所Florent Ginhoux教授为本文的共同通讯作者。军事科学院军事医学研究院博士研究生公彦栋、黄涛、柏志杰、施卉，新加坡免疫协作组博士研究生Christopher Z.W.Lee，解放军总医院第五医学中心主任医师卞丽红为论文的共同第一作者。

该项研究得到国家科技部、国家自然科学基金委和广东省“珠江人才计划”等科研项目的支持。边志磊博士是暨南大学2017年引进的第三层次人才兰雨研究员招募的第一个博士后，该成果也是暨南大学高水平大学建设引进人才的系列重要成果之一。

作者简介

兰雨，暨南大学基础医学院研究员，博士生导师。

1995年本科毕业于第三军医大学临床医学专业，2007年博士毕业于军事医学科学院遗传学专业，2017年以“第三层次人才”引进暨南大学基础医学院任研究员。现为广东省“珠江人才计划”科技创新领军人才、引进创新创业团队带头人，中国生理学会血液生理学专业委员会委员，中国病理生理学会实验血液学专业委员会委员。

研究方向聚焦于血管与血液系统发育的谱系规律及调控机制，一系列科学发现为血管与血液系统发育和再生策略研究以及相关疾病的病理生理机制研究提供了理论基础、小鼠模型、以及丰富的数据库资源。作为负责人先后承担国家重点研发计划课题，国家自然科学基金重大项目课题、重大研究计划等。

通讯作者（含共同）研究论文发表在Nature (2020)、Cell Stem Cell (2019)、Immunity (2019)、Developmental Cell (2011)、Cell Research (2017、2019、2020)、Circulation Research (2016)、Blood (2014)等自然科学和生物医学领域高水平期刊。

其中4篇研究论文被国际著名学术评价系统FACULTY OF 1000推荐，3篇研究论文由发表期刊特别配发专文评述。科研成果曾获得国家自然科学二等奖。

刘兵，解放军总医院第五医学中心，肿瘤学研究室主任，研究员、博士生导师。

1996年本科毕业于第三军医大学临床医学专业，2002年博士毕业于第二军医大学免疫学专业。研究方向聚焦“基于造血干细胞发育规律建立再生新策略”。

取得的代表性科学发现包括：国际上首次在单细胞尺度实现小鼠和人类造血干细胞发生的全程深度解析；绘制人类T淋巴细胞起源和特化的单细胞转录组图谱；揭秘小鼠胚胎头部是造血干细胞发育的新位点；揭示造血干细胞发生的长链非编码RNA调控机制。

近五年承担国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点、国家重点研发计划等项目，以通讯作者在Nature、Cell Stem Cell、Immunity、Cell Research、Blood等杂志发表多篇学术论文，其中5篇被F1000推荐。培养的博士研究生荣获2016年度吴瑞奖（The Ray Wu Prize）。

边志磊，暨南大学基础医学院，博士后在站。

2017年博士毕业于北京大学血液学专业，后进入暨南大学进行博士后研究，指导老师为兰雨研究员与刘兵研究员。博士后期间参与了国家自然科学基金重大项目和面上项目课题，主持博士后面上基金1项。研究方向为造血发育与移植免疫，研究成果以第一作者发表在Nature (2020)、BBMT (2018)和BMT(2017)等科学期刊。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2316-7