来源:《细胞》(2024)

虽然研究已经揭示了许多关于血细胞在骨髓中如何发挥作用的细节，但存在于骨髓中的其他细胞的工作仍然是一个相对的谜。现在，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院和费城儿童医院(CHOP)的研究人员在《细胞》杂志上发表了一份“骨髓图谱”，首次提供了骨髓中存在的所有细胞的完整视图，从而更好地了解健康和患病的血液生产。

“这是第一次，我们将有一个全面的框架来观察骨髓细胞的完整基因表达和空间组织，”高级研究作者Kai Tan博士说，他是佩雷尔曼医学院的儿科学教授，也是CHOP儿童癌症研究中心的研究员。“虽然我们的论文是基础性的，但我们设想图谱将用于开发新的诊断测试，确定新的CAR-T或其他治疗靶点，并发现疾病的空间生物标志物。”

骨髓主要由血细胞组成。然而，一小部分非血细胞可能在白血病、其他血癌或骨髓衰竭综合征等疾病中发挥重要作用。通过该团队的努力，研究人员和医生现在对骨髓中罕见但关键的细胞(如基质细胞、骨细胞和内皮细胞)的功能有了更清晰的了解。

通过使用单细胞RNA测序，研究人员能够捕获成千上万个单个细胞的完整基因表达谱，揭示构成器官的细胞类型的完整组合。

通过一种被称为机器学习的人工智能技术和对单个细胞进行艰苦的手工标记，研究小组能够辨别出健康的骨髓具有非常独特的空间组织，基质细胞与造血细胞的关系比以前理解的更紧密。

因此，研究人员能够创建一个百科全书，对这些罕见的非血细胞中哪些产生已知对人类血液生产重要的因子进行编目，这将有助于指导研究人员专注于未来的研究。

“当应用于白血病患者样本时，这些技术确定了骨髓癌细胞部位的间充质细胞(一种罕见的非血细胞)的扩张，”该研究的共同资深作者、宾夕法尼亚大学医学院骨科外科教授秦凌博士说。“这揭示了未来疾病治疗的潜在新方向。”

这项研究是更广泛的人类生物分子图谱计划(HuBMAP)的一部分，该计划包括来自14个州和4个国家的42个不同大学的研究团队。研究人员正在合作创建下一代分子分析技术和计算工具，这将使研究人员能够创建基本的组织图，并构建人体细胞之间功能和关系的完整地图或图谱。

“这种规模的研究只有在巨大的团队努力下才有可能，”Shovik Bandyopadhyay博士说，他是这项研究的主要作者，也是Tan实验室的一名实习医生兼科学家。“通过多个机构和科学联盟的合作，我们能够对人体的微观组成部分有基本的了解。”

总的来说，该团队对他们的技术和研究正在打开的大门持乐观态度。

“我们才刚刚开始触及可能性的表面，”Tan说。“未来的研究可以建立在我们的工作基础上，加速骨髓研究，希望有一天这些数字途径将导致急性白血病和其他骨髓疾病的医疗突破。”