間充質干細胞 (mesenchymal stem cells, MSCs) 是一種重要的多潛能干細胞，具有自我更新和多潛能分化能力，可以分化為成骨細胞、脂肪細胞和軟骨細胞等。此外，間充質干細胞還可以通過分泌因子，支持神經元的發育、調節炎癥環境以及促進血管生成和傷口愈合。因此，MSCs在細胞治療和再生醫學中具有較強的應用前景，是臨床應用最廣的干細胞產品之一。然而，MSCs的細胞異質性較大，細胞群體間具有不同的增殖、分化和免疫調節能力，限制了MSCs的應用和治療效果。MSCs的細胞組成如何？MSCs的細胞亞群特征如何？是否存在特異性標志物（marker）可以將MSCs功能亞群進行分類和純化？這些都是領域亟需解決的關鍵科學問題。

　　2月2日，中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）王前飛研究組，于Genomics, Proteomics & Bioinformatics 雜志在線發表題為“Single-cell Transcriptomic Analysis Reveals the Cellular Heterogeneity of Mesenchymal Stem Cells”的研究論文。該研究收集了成體骨髓和新生兒臍帶華通膠兩種來源共61,296個MSCs。通過單細胞轉錄組分析發現，MSCs由5個主要細胞亞群組成，包括增殖活躍的干細胞樣亞群（APC）、具有多系分化潛能的間充質祖細胞亞群（MPC）、單潛能脂肪前體細胞亞群、雙潛能軟骨-成骨前體細胞亞群，以及具有特異性免疫調節功能的軟骨前體細胞亞群。此外，這些細胞亞群還存在連續的上下游發育關系，從“干細胞樣APC”分化為具有三系潛能的MPC，并最終分別發展為單潛能脂肪前體細胞，或經由雙能向單能軟骨前體細胞發育。

　　該研究通過全景式地刻畫MSCs的細胞異質性，揭示了具有自我更新、多潛能分化、免疫調節等不同功能的細胞亞群及其特征，并結合功能實驗驗證了功能亞群的特異性標志物及功能獨特性。通過識別這些特定功能亞群可推動領域對MSCs的準確定義，有利于更精準地將MSCs用于不同疾病的治療，實現其臨床治療效果的提高和保障。

　　中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）精準基因組醫學重點實驗室王前飛研究員和李玥瑩副研究員是本文的共同通訊作者，碩士研究生張琛和在讀博士生韓學帥為本文的共同第一作者。該研究得到國家自然科學基金重大項目、面上項目和中科院青促會等項目的資助。

　　論文鏈接

MSCs的異質性細胞組成及其單細胞發育圖譜