動物所發表造血干細胞研究綜述

　　造血發生是一個動態有序的過程，其維持依賴于一群數量極其稀少的多能干細胞——造血干細胞。造血干細胞一方面通過自我更新維持造血干細胞庫的穩定，另一方面通過分化產生各種類型的成熟血細胞。為了描繪造血干細胞完整的分化過程，科學家在2000年首次提出了經典的造血層級結構（hematopoietic hierarchy）模型。該模型形象地反映了造血干細胞通過逐級分化產生成熟血細胞的過程。多年來，造血系統細胞之間關系的描述一直采用這一經典模型。但是隨著造血干細胞研究精度和通量的提高，越來越多的證據表明經典的造血層級結構并不能完全真實地反映造血干細胞的分化過程，因而對這一復雜過程的理解需要及時更新。

　　6月20日，中國科學院動物研究所膜生物學國家重點實驗室研究員劉峰課題組在Trends in Cell Biology 發表了題為Hematopoietic hierarchy – an updated roadmap 的綜述文章。文中簡要回顧了經典造血層級結構模型；重點梳理和總結了近期利用單細胞組學技術揭示的造血干細胞全新分化特征。首先，造血干細胞分化是一個連續的過程。經典模型中處在分支點的細胞只是連續分化過程中的一種過渡狀態，分化過程中多能性基因的關閉和譜系特異性基因的開啟是同步進行的；其次，巨核細胞（血小板）可以直接由造血干細胞分化產生；再次，造血干細胞存在異質性，即不同造血干細胞之間的差異主要體現在分子特征、細胞命運和分化產物；最后，在不同生理條件下造血發生呈現不同的譜系分化模式，這意味著采用不同實驗手段（移植或體內示蹤）揭示的造血發生存在明顯差異。文章還討論了對造血干細胞譜系分化的全新認識可能在精準醫療中的應用前景。

　　動物所研究生張一帆、高帥和夏均為共同第一作者，劉峰為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金（81530004，31425016）、國家重點基礎研究發展計劃（2016YFA0100500）和中科院戰略性先導科技專項（XDA16010104）的資助。

造血層級結構模型。（A）經典造血層級結構模型。造血干細胞逐級分化產生各種類型的成熟血細胞。（B）更新后的造血層級結構模型。造血干細胞經過一系列中間過渡狀態產生各種類型的成熟血細胞。此外，巨核細胞（血小板）能直接由造血干細胞分化產生 (藍色箭頭)。