探寻巨噬细胞的起源与发育过程

　　巨噬细胞广泛分布于全身血液和组织中，是人体免疫系统的重要组成部分。它具有识别、吞噬和清除细菌、病毒等异物的功能，在帮助人体抵抗或克服病原体入侵方面发挥了重要作用。除了众所周知的免疫功能外，巨噬细胞还参与调节造血微环境，影响新陈代谢、组织修复和胚胎组织成熟。许多疾病，如癌症、糖尿病和阿尔茨海默病，都与巨噬细胞的功能障碍密切相关。那么这些多功能巨噬细胞是从哪里来的呢?在人体内是如何发育的?

　　2020年5月，暨南大学基础医学院蓝宇课题组、中国人民解放军总医院第五医学中心刘冰(也是暨南大学讲座教授)、新加坡免疫合作集团FlorentGinhoux团队在《自然》杂志上发表论文[1]，成功运用单细胞转录组测序技术，揭示了巨噬细胞起源和特化的全貌，有助于揭开巨噬细胞之谜。

　　一般来说，免疫细胞被认为来源于造血干细胞。但对小鼠的相关研究发现，巨噬细胞在胚胎造血过程中甚至比骨髓造血干细胞发育更早，并随血液到达各种器官和组织，形成组织常驻巨噬细胞。那么，人类巨噬细胞的起源和老鼠的起源相似吗?但由于早期发育的巨噬细胞稀少，难以追踪和标记，我们对人体内巨噬细胞的起源和分化了解甚少。

　　近年来，单细胞测序技术日益成熟，为解决这一科学问题提供了可能。通过这项技术，我们可以看到整个细胞的全貌，得到单个细胞中基因转录和蛋白质表达的整体情况。特别是对于发育早期，细胞数量稀少，难以捕获，因此单细胞组学技术的优势更加明显。它可以提供大量的细胞信息，有助于我们了解细胞的发育过程。

　　本研究从妊娠8周内的早期人类胚胎中分离出一系列来自不同组织(卵黄囊、头部、肝脏、循环血、肺和皮肤)的造血细胞，并对单细胞转录组进行高精度测序，以绘制人类胚胎造血细胞发育图，阐明人类胚胎巨噬细胞早期发育的时空分布特征和动态过程。

　　结果表明，人类巨噬细胞的起源与小鼠相似，存在一种不依赖造血干细胞的途径。一种巨噬细胞是在早期卵黄囊内原位分化直接产生，然后分布于整个胚胎。另一种类型是卵黄囊内的YSMP(即卵黄囊早期髓系祖细胞)首先在肝脏内形成胎肝单核细胞，然后分化为巨噬细胞。这两种发育途径与之前在小鼠身上发现的相似。

　　研究人员还通过转录组比较、免疫表型分析和体外单细胞功能试验对YSMP进行了鉴定，证实了YSMP具有多系分化潜能。他们对人类胚胎肝脏早期造血祖细胞群体的分析也揭示了YSMP在人类胚胎肝脏中的分化和发育途径。在此基础上，研究人员还对小胶质细胞进行了分析，阐明了头部中枢神经系统巨噬细胞的起源和特化过程。

　　这项研究显示了人类胚胎巨噬细胞的多重起源。识别组织驻留巨噬细胞特化过程中的关键分子特征有助于重新评价我们常用的组织驻留巨噬细胞模型，加强巨噬细胞亚群的识别。

　　巨噬细胞是组织发育和体内平衡的重要调节因子。了解它们的功能特点和发育途径，对于探索其失调引起的各种疾病的发病机制和病理机制至关重要。本研究的结果为基础生命科学研究提供了宝贵的数据资源，同时有望在多种疾病的认识上带来突破，从而促进巨噬细胞相关疾病的诊治进展。