间充质干细胞 (mesenchymal stem cells, MSCs) 是一种重要的多潜能干细胞，具有自我更新和多潜能分化能力，可以分化为成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞等。此外，间充质干细胞还可以通过分泌因子，支持神经元的发育、调节炎症环境以及促进血管生成和伤口愈合。因此，MSCs在细胞治疗和再生医学中具有较强的应用前景，是临床应用最广的干细胞产品之一。然而，MSCs的细胞异质性较大，细胞群体间具有不同的增殖、分化和免疫调节能力，限制了MSCs的应用和治疗效果。MSCs的细胞组成如何？MSCs的细胞亚群特征如何？是否存在特异性标志物（marker）可以将MSCs功能亚群进行分类和纯化？这些都是领域亟需解决的关键科学问题。

　　2月2日，中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）王前飞研究组，于Genomics, Proteomics & Bioinformatics 杂志在线发表题为“Single-cell Transcriptomic Analysis Reveals the Cellular Heterogeneity of Mesenchymal Stem Cells”的研究论文。该研究收集了成体骨髓和新生儿脐带华通胶两种来源共61,296个MSCs。通过单细胞转录组分析发现，MSCs由5个主要细胞亚群组成，包括增殖活跃的干细胞样亚群（APC）、具有多系分化潜能的间充质祖细胞亚群（MPC）、单潜能脂肪前体细胞亚群、双潜能软骨-成骨前体细胞亚群，以及具有特异性免疫调节功能的软骨前体细胞亚群。此外，这些细胞亚群还存在连续的上下游发育关系，从“干细胞样APC”分化为具有三系潜能的MPC，并最终分别发展为单潜能脂肪前体细胞，或经由双能向单能软骨前体细胞发育。

　　该研究通过全景式地刻画MSCs的细胞异质性，揭示了具有自我更新、多潜能分化、免疫调节等不同功能的细胞亚群及其特征，并结合功能实验验证了功能亚群的特异性标志物及功能独特性。通过识别这些特定功能亚群可推动领域对MSCs的准确定义，有利于更精准地将MSCs用于不同疾病的治疗，实现其临床治疗效果的提高和保障。

　　中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）精准基因组医学重点实验室王前飞研究员和李玥莹副研究员是本文的共同通讯作者，硕士研究生张琛和在读博士生韩学帅为本文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金重大项目、面上项目和中科院青促会等项目的资助。

　　论文链接

MSCs的异质性细胞组成及其单细胞发育图谱