解码骨髓微环境，Nature 向左，Cell 向右！基质细胞！
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健康
2025-01-31 00:06
浙江
骨髓微环境（Bone Marrow Microenvironment, BMM）是造血干细胞（HSC）和其他血细胞生成的关键场所，由多种细胞类型和非细胞成分组成，共同维持造血干细胞的自我更新、分化和功能。![]()
骨髓微环境由细胞成分和非细胞成分两部分组成。细胞成分包括造血干细胞HSC；间充质干细胞 (支持造血干细胞分化为成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞)；成骨细胞；内皮细胞；免疫细胞；脂肪细胞；神经细胞等。非细胞成分则包括细胞外基质ECM，提供结构支持，参与细胞信号传导；细胞因子和趋化因子；代谢产物等。
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2019年10月，Nature杂志发表题为The bone marrow microenvironment at single-cell resolution的研究论文，解析单细胞分辨率下的骨髓微环境。该研究绘制了平衡状态和应激条件下小鼠骨髓血管、血管周围以及成骨细胞的单细胞图谱，揭示了骨髓生态位内的细胞异质性水平，以及原造血生长因子、趋化因子和膜结合配体的细胞来源。骨髓微环境可支持造血干细胞自我更新，通过细胞间互作和信号分子（如CXCL12、SCF）维持造血干细胞的静息状态；调控造血干细胞的分化，提供分化的微环境信号，引导造血干细胞向特定血细胞谱系分化。该研究通过将造血因子与其细胞来源进行匹配发现，血管内皮表达的Notch配体Dll4的丢失会使骨髓造血向HSPC的转录重编程和髓样启动倾斜。既有数据挖掘，也有湿实验验证，阐明了血管内皮细胞在骨髓微环境中的关键作用。
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骨髓微环境也存在空间异质性，时间动态性，并通过细胞通讯来完成调控。骨髓微环境的不同区域具有不同细胞组成和功能，而且随年龄、疾病状态和外界刺激发生变化，并借助直接接触或可溶性蛋白间接完成细胞通讯。2024年5月，Cell杂志在线发表题为Mapping the cellular biogeography of human bone marrow niches using single-cell transcriptomics and proteomic imaging的研究论文。
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研究人员利用单细胞RNA测序分析了29325个非造血细胞，发现了九种转录不同的亚型；53417个造血细胞，并预测了它们与非造血细胞亚群的相互作用。![]()
研究人员利用CODEX对120多万个细胞进行空间分析，整合scRNA-seq和CODEX数据，将预测的细胞信号传导与空间邻近性联系起来，揭示早期骨髓造血高氧动脉内膜邻近区，以及早期造血干细胞和祖细胞（HSPC）的脂肪细胞定位。
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鉴定细胞类群。
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鉴定细胞通讯。
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鉴定空间定位。
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空间邻位分析。
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锁定细胞亚群（髓系细胞）。
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白血病状态下的骨髓微环境。该研究利用CODEX图谱对新图像进行了注释，发现了间充质基质细胞的扩增以及急性髓性白血病患者样本中，白血病胚泡和间充质基质细胞共同富集的空间邻域，为研究驱动造血的细胞相互作用提供了参考。
