探尋巨噬細胞的起源與發育過程

　　巨噬細胞廣泛分布于全身血液和組織中，是人體免疫系統的重要組成部分。它具有識别、吞噬和清除細菌、病毒等異物的功能，在幫助人體抵抗或克服病原體入侵方面發揮了重要作用。除了衆所周知的免疫功能外，巨噬細胞還參與調節造血微環境，影響新陳代謝、組織修複和胚胎組織成熟。許多疾病，如癌症、糖尿病和阿爾茨海默病，都與巨噬細胞的功能障礙密切相關。那麼這些多功能巨噬細胞是從哪裡來的呢?在人體内是如何發育的?

　　2020年5月，暨南大學基礎醫學院藍宇課題組、中國人民解放軍總醫院第五醫學中心劉冰(也是暨南大學講座教授)、新加坡免疫合作集團FlorentGinhoux團隊在《自然》雜志上發表論文[1]，成功運用單細胞轉錄組測序技術，揭示了巨噬細胞起源和特化的全貌，有助于揭開巨噬細胞之謎。

　　一般來說，免疫細胞被認為來源于造血幹細胞。但對小鼠的相關研究發現，巨噬細胞在胚胎造血過程中甚至比骨髓造血幹細胞發育更早，并随血液到達各種器官和組織，形成組織常駐巨噬細胞。那麼，人類巨噬細胞的起源和老鼠的起源相似嗎?但由于早期發育的巨噬細胞稀少，難以追蹤和标記，我們對人體内巨噬細胞的起源和分化了解甚少。

　　近年來，單細胞測序技術日益成熟，為解決這一科學問題提供了可能。通過這項技術，我們可以看到整個細胞的全貌，得到單個細胞中基因轉錄和蛋白質表達的整體情況。特别是對于發育早期，細胞數量稀少，難以捕獲，因此單細胞組學技術的優勢更加明顯。它可以提供大量的細胞信息，有助于我們了解細胞的發育過程。

　　本研究從妊娠8周内的早期人類胚胎中分離出一系列來自不同組織(卵黃囊、頭部、肝髒、循環血、肺和皮膚)的造血細胞，并對單細胞轉錄組進行高精度測序，以繪制人類胚胎造血細胞發育圖，闡明人類胚胎巨噬細胞早期發育的時空分布特征和動态過程。

　　結果表明，人類巨噬細胞的起源與小鼠相似，存在一種不依賴造血幹細胞的途徑。一種巨噬細胞是在早期卵黃囊内原位分化直接産生，然後分布于整個胚胎。另一種類型是卵黃囊内的YSMP(即卵黃囊早期髓系祖細胞)首先在肝髒内形成胎肝單核細胞，然後分化為巨噬細胞。這兩種發育途徑與之前在小鼠身上發現的相似。

　　研究人員還通過轉錄組比較、免疫表型分析和體外單細胞功能試驗對YSMP進行了鑒定，證實了YSMP具有多系分化潛能。他們對人類胚胎肝髒早期造血祖細胞群體的分析也揭示了YSMP在人類胚胎肝髒中的分化和發育途徑。在此基礎上，研究人員還對小膠質細胞進行了分析，闡明了頭部中樞神經系統巨噬細胞的起源和特化過程。

　　這項研究顯示了人類胚胎巨噬細胞的多重起源。識别組織駐留巨噬細胞特化過程中的關鍵分子特征有助于重新評價我們常用的組織駐留巨噬細胞模型，加強巨噬細胞亞群的識别。

　　巨噬細胞是組織發育和體内平衡的重要調節因子。了解它們的功能特點和發育途徑，對于探索其失調引起的各種疾病的發病機制和病理機制至關重要。本研究的結果為基礎生命科學研究提供了寶貴的數據資源，同時有望在多種疾病的認識上帶來突破，從而促進巨噬細胞相關疾病的診治進展。