最新發(fā)布在《Cell》雜志上的一項研究表明，單細胞測序可以繪制骨髓基質(zhì)細胞的完整類(lèi)群，并為白血病研究提供新的視角。這一新研究由美國哈佛大學(xué)的David T. Scadden教授和馬薩諸塞州綜合醫院Broad研究所的Aviv Regev團隊合作而成。他們創(chuàng )新地使用單細胞RNA測序（scRNA-seq）技術(shù)對急性髓（細胞）性白血?。ˋML）小鼠的骨髓基質(zhì)細胞進(jìn)行研究。
新研究視角：骨髓基質(zhì)
AML是一種高度致命的白血病類(lèi)型，常常發(fā)生在骨髓細胞成長(cháng)周期發(fā)生中斷時(shí)血液中未成熟細胞過(guò)度繁殖的情形下。一般情況下，被診斷為AML的成年人5年生存率最多只有30％。
本次研究中便針對這一“絕對致命”的血癌類(lèi)型進(jìn)行研究。通過(guò)AML小鼠模型研究發(fā)現，在病程發(fā)展過(guò)程中，骨髓基質(zhì)細胞改變了骨髓微環(huán)境，導致骨髓干細胞和血液發(fā)育干細胞因子的生長(cháng)被阻斷。
因此，探索骨髓基質(zhì)細胞映射骨髓微環(huán)境或許成為白血病研究提供了新的視角。盡管基質(zhì)細胞充斥在幾乎所有器官中，且其成分并不為人所知，但它對器官發(fā)育和身體調控修復都起到關(guān)鍵作用。此外，骨髓基質(zhì)細胞更是發(fā)揮著(zhù)影響造血功能的重要角色，對白血病的發(fā)展有著(zhù)不可取代的作用。
新研究手段：?jiǎn)渭毎麥y序（scRNA-seq）
本次研究創(chuàng )新性地運用了單細胞測序手段對骨髓基質(zhì)進(jìn)行歸類(lèi)，來(lái)驗證不同類(lèi)別的基質(zhì)亞群對調控造血功能關(guān)鍵因子表達上的差異，同時(shí)也探究骨髓基質(zhì)與癌細胞通信之間的關(guān)系，來(lái)進(jìn)一步的認識AML的病因。
首先，研究人員對穩態(tài)條件的骨髓基質(zhì)進(jìn)行單細胞測序。
研究人員通過(guò)聚類(lèi)分析將骨髓基質(zhì)細胞歸納為17個(gè)類(lèi)別，并進(jìn)一步分析了不同類(lèi)別的基質(zhì)細胞在基因表達特征上的差異，以探究類(lèi)別之間的分化關(guān)系，和同一類(lèi)別內部深層分化的潛能。
研究人員分析發(fā)現，這兩種不同類(lèi)型的分化關(guān)系擁有不同的分化來(lái)源，并在調控造血功能關(guān)鍵因子的表征水平上也有顯著(zhù)差異，具有不同造血分化潛能。
接著(zhù)，研究人員利用單細胞測序檢測急性髓性白血病與基質(zhì)細胞的相互關(guān)系。
研究人員發(fā)現，新發(fā)的AML導致了間充質(zhì)成骨分化和正常造血所必需的調節因子的下調；并干擾骨髓基質(zhì)干細胞中關(guān)鍵因子的表達，破壞正常血細胞的生成，促進(jìn)腫瘤發(fā)展。并且，隨著(zhù)癌細胞的生長(cháng)，基質(zhì)細胞各亞群比例也發(fā)生顯著(zhù)變化，這一變化與AML病人中觀(guān)察到的細胞群體變化相一致。
卡羅林斯卡醫學(xué)院女性和兒童健康系助理教授Ninib Baryawno全程參與了這一研究項目。 他表示，“我們對骨髓基質(zhì)細胞進(jìn)行了獨特而完整的表征，結果比以前預期的要復雜得多。但我們的工作為癌細胞如何實(shí)現與特定基質(zhì)細胞進(jìn)行通信并破壞正常組織功能來(lái)促進(jìn)腫瘤生長(cháng)提供了證據。”
他表示，在未來(lái)的研究中，還可以深入了解癌細胞是如何在細胞和分子水平的幾個(gè)層面上改變基質(zhì)的，這也是白血病的治療必須考慮到的不同層面。另外，這一研究也為單細胞測序在其他疾病治療研究中的應用提供了相關(guān)經(jīng)驗。
參考文獻：
[1] A Cellular Taxonomy of the Bone Marrow Stroma in Homeostasis and Leukemia
[2] The bone marrow microenvironment at single-cell resolution
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