从脐带血中分离并培养功能性巨核细胞，并对其进行单细胞特性分析

《Stem Cell Research & Therapy》：Generation and single-cell characterization of functional megakaryocytes derived from umbilical cord blood

　　

摘要

背景

从干细胞体外诱导生成巨核细胞（MKs）以生产血小板（PLTs）是一种提供血小板替代来源的可行方法。了解体外巨核细胞的转录组特征对于未来更高效地生产功能性巨核细胞具有重要的理论意义。

方法

从脐带血（UCB）中分离出CD34⁺造血干细胞和祖细胞（HSPCs），并通过培养系统在体外诱导其分化为巨核细胞。通过流式细胞术分析了这些细胞在不同培养时间点的表型。利用定量PCR技术检测了GATA1、GATA2、FOG1、NF-E2、FLI1、CD41和CD61在不同时间点的mRNA表达水平。同时测定了体外培养的血小板以及体内产生的血小板的活化程度。进一步通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）对巨核细胞亚群进行了分析。

结果

源自UCB的巨核细胞表现出与体内巨核细胞相似的典型特征，包括形态、多倍性和亚细胞结构。在第10天和第14天时，GATA1、FOG1、NF-E2、FLI1、CD41和CD61的mRNA表达水平显著高于第4天。UCB-PLTs表面的CD62P表达在凝血酶或TRAP6刺激下显著增加。在将UCB-MKs输注到NCG小鼠体内后，其外周血液中也检测到了人源化血小板。根据sc-RNAseq分析结果，共鉴定出9个转录上不同的巨核细胞簇，分别标记为MK1-MK9，其中只有MK9亚群与免疫功能相关。MK1–MK8亚群表现出典型的巨核细胞特征，并且是最常见的亚型。此外，与hESCs相比，源自UCB的巨核细胞中具有较强分化潜能的活跃分裂细胞比例更高。

结论

总之，本研究描述了源自UCB的巨核细胞的生物学功能和转录组特征，这有助于进一步开发更高效的体外巨核细胞生成系统，并促进其在细胞治疗中的应用。