通过单细胞RNA测序揭示犬类造血过程的转录图谱及跨物种比较

《Scientific Reports》：Transcriptional landscape of canine hematopoiesis and cross-species comparisons revealed by single-cell RNA sequencing

　　

摘要

造血是一个复杂的过程，始于造血干细胞（HSCs），这些干细胞逐渐分化为血液中的各种细胞成分。狗会像人类一样自发地患上生物学上相似的造血疾病，但目前缺乏关于正常犬类造血过程的转录组图谱。了解狗体内这一过程的转录特征可能有助于推动转化血液学研究的发展。本研究的目标是：（1）识别骨髓中造血细胞的基因特征；（2）分析基因表达的时间模式；（3）与人类骨髓进行比较。我们对正常犬类骨髓以及通过FACS分离出的CD34?前体细胞进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq）。无监督聚类分析发现了四个主要细胞系（红系、单核/树突状细胞系、粒细胞系和淋巴细胞系）中的29个转录特性不同的细胞群体。伪时间分析将基因表达动态分为淋巴细胞系、红细胞系和粒细胞系中的早期、中期和晚期阶段。在粒细胞-单核细胞分叉点，CIITA和LMO1是调控细胞命运的关键因子。通过免疫表型分析验证了粒细胞亚群，并将其与人类粒细胞进行了比较，发现在粒细胞生成过程中有1,522个基因（78%）保持一致，417个基因（22%）存在差异。总体而言，本研究为犬类造血过程提供了一个高分辨率的转录图谱，揭示了狗和人类之间保守的调控机制，为未来关于血液疾病的研究及跨物种比较提供了参考。