造血發(fā)生是一個(gè)動(dòng)態(tài)有序的過(guò)程，其維持依賴于一群數(shù)量極其稀少的多能干細(xì)胞——造血干細(xì)胞。造血干細(xì)胞一方面通過(guò)自我更新維持造血干細(xì)胞庫(kù)的穩(wěn)定，另一方面通過(guò)分化產(chǎn)生各種類型的成熟血細(xì)胞。為了描繪造血干細(xì)胞完整的分化過(guò)程，科學(xué)家在 2000 年首次提出了經(jīng)典的造血層級(jí)結(jié)構(gòu)（hematopoietic hierarchy）模型。該模型形象地反映了造血干細(xì)胞通過(guò)逐級(jí)分化產(chǎn)生成熟血細(xì)胞的過(guò)程。多年來(lái)，造血系統(tǒng)細(xì)胞之間關(guān)系的描述一直采用這一經(jīng)典模型。但是隨著造血干細(xì)胞研究精度和通量的提高，越來(lái)越多的證據(jù)表明經(jīng)典的造血層級(jí)結(jié)構(gòu)并不能完全真實(shí)地反映造血干細(xì)胞的分化過(guò)程，因而對(duì)這一復(fù)雜過(guò)程的理解需要及時(shí)更新。

6 月 20 日，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所膜生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉峰課題組在 Trends in Cell Biology 發(fā)表了題為 Hematopoietic hierarchy – an updated roadmap 的綜述文章。文中簡(jiǎn)要回顧了經(jīng)典造血層級(jí)結(jié)構(gòu)模型；重點(diǎn)梳理和總結(jié)了近期利用單細(xì)胞組學(xué)技術(shù)揭示的造血干細(xì)胞全新分化特征。首先，造血干細(xì)胞分化是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程。經(jīng)典模型中處在分支點(diǎn)的細(xì)胞只是連續(xù)分化過(guò)程中的一種過(guò)渡狀態(tài)，分化過(guò)程中多能性基因的關(guān)閉和譜系特異性基因的開(kāi)啟是同步進(jìn)行的；其次，巨核細(xì)胞（血小板）可以直接由造血干細(xì)胞分化產(chǎn)生；再次，造血干細(xì)胞存在異質(zhì)性，即不同造血干細(xì)胞之間的差異主要體現(xiàn)在分子特征、細(xì)胞命運(yùn)和分化產(chǎn)物；最后，在不同生理?xiàng)l件下造血發(fā)生呈現(xiàn)不同的譜系分化模式，這意味著采用不同實(shí)驗(yàn)手段（移植或體內(nèi)示蹤）揭示的造血發(fā)生存在明顯差異。文章還討論了對(duì)造血干細(xì)胞譜系分化的全新認(rèn)識(shí)可能在精準(zhǔn)醫(yī)療中的應(yīng)用前景。

動(dòng)物所研究生張一帆、高帥和夏均為共同第一作者，劉峰為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（81530004，31425016）、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2016YFA0100500）和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA16010104）的資助。

造血層級(jí)結(jié)構(gòu)模型。（A）經(jīng)典造血層級(jí)結(jié)構(gòu)模型。造血干細(xì)胞逐級(jí)分化產(chǎn)生各種類型的成熟血細(xì)胞。（B）更新后的造血層級(jí)結(jié)構(gòu)模型。造血干細(xì)胞經(jīng)過(guò)一系列中間過(guò)渡狀態(tài)產(chǎn)生各種類型的成熟血細(xì)胞。此外，巨核細(xì)胞（血小板）能直接由造血干細(xì)胞分化產(chǎn)生 (藍(lán)色箭頭)。