EPCR+CD150neg 深度休眠型长期造血干细胞的鉴定及其对造血干细胞异质性与谱系定向的重构

《Cell Stem Cell》:EPCR expression marks CD150neg deeply dormant long-term hematopoietic stem cells

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月29日 来源:Cell Stem Cell 23.3

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  细胞表面SLAM家族成员CD150的表达长期被广泛应用于长期造血干(LT-HSC)的先验分选。研究人员发现,在CD150?多潜能祖细胞(MPP6)中存在一类表达内皮蛋白C受体(EPCR)的亚群,定义为LT-HSC2。该亚群可进行连续多系重建,其长期标签滞留能力

细胞表面SLAM家族成员CD150的表达长期被广泛应用于长期造血干(LT-HSC)的先验分选。研究人员发现,在CD150?多潜能祖细胞(MPP6)中存在一类表达内皮蛋白C受体(EPCR)的亚群,定义为LT-HSC2。该亚群可进行连续多系重建,其长期标签滞留能力表明其比经典EPCR+CD150+ LT-HSC1更为深沉地处于休眠状态;在炎症应激下,其细胞周期激活受限,并能在体内长期维持干性。将EPCR与CD34、CD150联合分析,可精细解析最早向巨核/红系偏倚CD150+与淋巴偏倚CD150?轨迹分化的阶段。研究表明,HSC与MPP中的EPCR表达与干性增强相关,而CD150并不能涵盖全部长期重建HSC。该发现确立EPCR+CD150? LT-HSC2为一类独特且极度休眠的干细胞亚群,并揭示出调控自我更新、降低应激敏感性及早期谱系启动的新的HSC异质层。
论文解读:EPCR界定CD150阴性深度休眠长期造血干细胞及其分类学重构
研究背景与立项依据
长期造血干细胞(LT-HSC)以自我更新、连续多系重建与多潜能维持为核心特征。小鼠HSC常规表型为Lin?Sca-1+c-Kit+(LSK)CD34?CD48?CD135?CD150+。CD150(Slamf1)作为SLAM家族标记,二十年来被视为HSC分选金标准,但既往研究已提示CD150?区室仍含长期重建活性,因缺乏稳定表面标志而长期被忽视。多潜能祖细胞(MPP)框架将MPP6定义为LSK CD34?CD48?CD135?CD150?,其中混有红系定向污染。内皮蛋白C受体(EPCR)是跨物种保守、体外与炎症条件下稳定的HSC标记,却未纳入现有MPP分类。研究人员据此提出假设:MPP6存在异质性,EPCR可分离出真正LT-HSC。
主要技术方法概述
研究人员构建基于流式细胞术的精细分选体系,利用UBC-GFP与SCL-tTA;H2B-GFP小鼠模型,结合体外多系OP9共培养、群体与单细胞水平连续及次级移植重建、Ki67/DAPI细胞周期与CellTrace Violet增殖分析、长期标签滞留(LRC)检测,并整合已发表scRNA-seq、mini-bulk RNA-seq及低输入ATAC-seq,对LT-HSC1与LT-HSC2进行转录组与染色质可及性比较。
研究结果
EPCR表达在表型MPP6中界定两类亚群
通过已发表单细胞转录组与索引排序匹配,研究人员发现表型MPP6可经EPCR拆分为EPCR+与EPCR?。EPCR+细胞高表达Hlf、Fgd5等干性基因,接近HSC;EPCR?细胞富集Epor、Gata1与细胞周期程序,表型近似巨核/红系祖细胞。体外培养与BFU-E/CFU-E门控证实,EPCR?MPP6主要为增殖性红系前体。由此获得两类真实LT-HSC:LT-HSC1(EPCR+CD150+)与LT-HSC2(EPCR+CD150?,原属MPP6)。
LT-HSC1与LT-HSC2的功能比较
体外多系培养显示二者均具多系输出,LT-HSC2后期呈B细胞偏倚。30个细胞级连续移植中,LT-HSC2在初级与次级受体中维持超过48周多系重建,自我更新与LSK重建能力与LT-HSC1相当,但红系输出减弱、淋巴偏倚增强。单细胞移植进一步显示两群均含高、中、低潜能连续谱,LT-HSC2亦可落入最potent长期集群。
LT-HSC1与LT-HSC2的单细胞功能异质性
对单细移植重建矩阵聚类,识别出LT-HSC、中间型、短期与类非HSC四类。LT-HSC2分布于全部HSC集群。索引排序显示LT-HSC1中c-Kit与CD150中间表达关联更高干性;LT-HSC2整体c-Kit偏低且缺CD150,表面标记不能简单预测其单细潜能。
LT-HSC1与LT-HSC2的转录差异
mini-bulk RNA-seq显示两群整体相近,仅73个差异基因。LT-HSC1上调Foxm1、Top2a等细胞周期与Vwf、Gfi1b等巨核/红系基因;LT-HSC2上调Flt3、H2-Ob等淋巴相关基因,GSEA显示其更静息、富集趋化与黏附程序,且不依赖视黄酸代谢与Netrin1-Neo1轴维持休眠。
深度休眠是LT-HSC2的功能特征
细胞周期与CTV实验显示LT-HSC2更久居G0、分裂更少。H2B-GFP标签滞留模型中,100天追标时LT-HSC2的LRC比例高于LT-HSC1;>200天后仍保留10%–15% LRC,而LT-HSC1仅约2%。移植表明LT-HSC1非LRC已耗竭,LT-HSC2非LRC仍具完整重建力,证明其干性保存优势。
LT-HSC2的炎症应答
体内poly I:C与IL-1刺激下,LT-HSC2细胞周期激活弱于LT-HSC1,呈应激屏蔽;但体外IL-1 priming可快速诱导CD11b上调与早期髓系应急输出,说明其具应激可塑性而非缺失应答。
综合表观组学重构HSC/MPP景观
ATAC-seq显示EPCR+对应原始染色质态,CD150表达轴反映谱系定向:PC1为谱系启动(巨核/红系vs淋巴),PC2为干性(EPCR)。EPCR?MPP6实属红系祖细胞;EPCR+MPP1与MPP5分别对应ST-HSC1/2。TF motif分析识别HSC、巨核/红系、髓系、淋巴调控分支,GATA族在红系支正富集、淋巴支负富集。
各HSC亚群的差异表观启动
LT-HSC1与LT-HSC2仅70个DAR,LT-HSC1开放细胞周期位点,LT-HSC2开放Cables1-p21、趋化与淋巴位点(Notch1、Flt3、Cd4),确认CD150+向Mk/E、CD150?向淋巴早期偏离。
讨论与结论翻译
讨论指出,研究以功能、转录与表观证据确立CD150?MPP6中EPCR+LT-HSC2为真正LT-HSC,使可定义功能HSC池扩展逾15%。LT-HSC2具更深休眠、淋巴偏倚与应激耐受,其微环境锚定可能不同于经典HSC。局限在于休眠微环境机制与年龄、炎症、恶性转化中作用待解。
研究结论:研究人员揭示EPCR+CD150?LT-HSC2是一类此前被遗漏的具长期多系重建能力的极深休眠HSC;EPCR联合CD34与CD150重新划分HSC/MPP层级,揭示自我更新、应激低敏与早期谱系定向的新异质维度。
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