炎症通过重塑骨髓微环境特定区室扰动造血作用

本研究针对炎症如何影响骨髓微空间调控造血干细胞/祖细胞（HSPC）这一关键问题，通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）与流式细胞术联合分析，首次系统揭示Ⅰ型干扰素应答促使瘦素受体阳性间充质基质细胞（LepR+ MSC）发生功能性转化，过度产生趋化因子并改变单细胞动态，为理解炎症条件下造血调控机制提供了新范式。

　　

在人体这座生命大厦中，骨髓如同一个精密运转的造血工厂，每天源源不断地产生新的血细胞。这个工厂的核心工作者是造血干细胞和祖细胞（HSPC），它们并非在真空中工作，而是置身于一个被称为骨髓微环境的复杂“社区”中。这个微环境由多种基质细胞构成，并呈现出明确的空间组织：靠近骨骼内侧的骨内膜（Endosteal）区域和骨髓中央的中央骨髓（Central Marrow, CM）区域。长期以来，科学家们推测这种空间上的区室化对于造血功能的精细调控至关重要，尤其是在机体应对感染、损伤等引发的炎症这类复杂状况时。然而，当炎症这场“风暴”来袭时，骨髓微环境这个“社区”究竟会发生怎样的具体变化？不同的“社区成员”（基质细胞群体）如何响应？这些变化又如何反过来影响造血干细胞的行为？这些关键问题至今仍未完全阐明，限制了我们深入理解炎症相关血液疾病的发生机制。

为了回答这些悬而未决的问题，来自哥伦比亚大学的研究团队James W. Swann、Ruiyuan Zhang、Emmanuelle Passegué等人开展了一项深入的研究，其成果发表在权威期刊《Blood》上。研究人员致力于揭示炎症如何通过重塑骨髓微环境的特定区室来扰动正常的造血过程。

为了开展这项研究，研究人员主要运用了几个关键技术方法。首先，他们广泛验证并结合了单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析和与之匹配的流式细胞术分选技术。这套组合方法能够可重复性地鉴定出骨髓中央区（CM）和骨内膜区（Endo）的7个关键基质细胞群体，从而实现对这两个不同骨髓微环境位置的精确调查。其次，利用这套方法，研究人员在炎症模型下，详细分析了各基质细胞群体的转录组变化和功能状态转变。

scRNA-seq联合流式细胞术精确解析骨髓微环境细胞组成

通过应用经过验证的scRNA-seq与流式细胞术分选策略，研究团队成功且可重复地识别了小鼠骨髓中位于中央骨髓（CM）和骨内膜（Endo）区域的7个主要的基质细胞群体。这一方法为后续在炎症条件下精确比较不同区室细胞群体的变化奠定了基础，确保了研究结果的准确性和可靠性。

炎症对骨髓微环境不同区室产生特异性影响

研究发现，炎症刺激并非均一地影响整个骨髓微环境，而是对不同的细胞区室产生了特异性的作用。这表明骨髓微环境的空间结构在响应外部挑战时扮演着重要角色，不同的“区位”可能承担着不同的功能响应模块。

Ⅰ型干扰素驱动LepR⁺ 基质细胞发生炎症性功能转化

深入机制的探索揭示，Ⅰ型干扰素（Type I Interferon）信号通路在炎症引起的微环境重塑中起到了关键作用。特别是，表达瘦素受体（Leptin Receptor, LepR）的间充质基质细胞（Mesenchymal Stromal Cells, MSC）在Ⅰ型干扰素应答下，其正常的基质支持功能（如维持造血干细胞静息和促进造血再生）受到抑制，转而“采纳”了一种炎症表型。这种表型转变的核心特征是大量趋化因子（Chemokines）的过度产生。

LepR⁺ 基质细胞功能转化改变局部单细胞动态

研究人员进一步证明，由转化后的LepR⁺ 间充质基质细胞所过度产生的趋化因子，能够显著调节其周围微环境中的单细胞（Monocyte）的动态行为。这意味着，炎症信号通过改变特定基质细胞的功能状态，间接影响了骨髓内免疫细胞的分布和活动，从而可能改变整个局部的免疫和造血环境。

综上所述，这项研究得出结论：炎症通过Ⅰ型干扰素信号通路，特异性地重塑了骨髓微环境，特别是驱动了中央骨髓区关键的LepR⁺ 间充质基质细胞发生功能转化，使其从支持造血转向促进炎症，并通过过度产生趋化因子来调节局部单细胞动态。这项研究的意义重大。它不仅提供了一套全面、可重复的用于分子和功能水平上表征骨髓基质细胞的方法，更重要的是，它强调了在炎症等病理状态下，基质细胞活性改变对于调控造血反应的关键作用。研究结果深化了我们对骨髓微环境空间功能分工的理解，为阐明炎症相关血细胞减少症、骨髓衰竭乃至某些血液肿瘤的病理生理机制提供了新的视角，并可能为未来开发针对微环境的新型治疗策略提供潜在靶点。