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(yī)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型，常常發(fā)生在骨髓細胞成長周期發(fā)生中斷時血液中未成熟細胞過度繁殖的情形下。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”的血癌類型進行研究。通過AML小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，在病程發(fā)展過程中，骨髓基質(zhì)細胞改變了骨髓微環(huán)境，導(dǎo)致骨髓干細胞和血液發(fā)育干細胞因子的生長被阻斷。
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(diào)控修復(fù)都起到關(guān)鍵作用。此外，骨髓基質(zhì)細胞更是發(fā)揮著影響造血功能的重要角色，對白血病的發(fā)展有著不可取代的作用。
新研究手段：單細胞測序（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)進行歸類，來驗證不同類別的基質(zhì)亞群對調(diào)控造血功能關(guān)鍵因子表達上的差異，同時也探究骨髓基質(zhì)與癌細胞通信之間的關(guān)系，來進一步的認識AML的病因。
首先，研究人員對穩(wěn)態(tài)條件的骨髓基質(zhì)進行單細胞測序。
研究人員通過聚類分析將骨髓基質(zhì)細胞歸納為17個類別，并進一步分析了不同類別的基質(zhì)細胞在基因表達特征上的差異，以探究類別之間的分化關(guān)系，和同一類別內(nèi)部深層分化的潛能。
研究人員分析發(fā)現(xiàn)，這兩種不同類型的分化關(guān)系擁有不同的分化來源，并在調(diào)控造血功能關(guān)鍵因子的表征水平上也有顯著差異，具有不同造血分化潛能。
接著，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(xiàn)，新發(fā)的AML導(dǎo)致了間充質(zhì)成骨分化和正常造血所必需的調(diào)節(jié)因子的下調(diào)；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，促進腫瘤發(fā)展。并且，隨著癌細胞的生長，基質(zhì)細胞各亞群比例也發(fā)生顯著變化，這一變化與AML病人中觀察到的細胞群體變化相一致。
卡羅林斯卡醫(yī)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)細胞進行了獨特而完整的表征，結(jié)果比以前預(yù)期的要復(fù)雜得多。但我們的工作為癌細胞如何實現(xiàn)與特定基質(zhì)細胞進行通信并破壞正常組織功能來促進腫瘤生長提供了證據(jù)。”
他表示，在未來的研究中，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(yīng)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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