树突状细胞、单核细胞及巨噬细胞共同构成了单核吞噬系统（MPS），这些细胞在表型和功能上存在重叠、在发育来源上有着密切的联系，它们的谱系发育关系是发育免疫学领域拟解决的重要科学问题。上海市免疫学研究所Florent Ginhoux、刘兆远研究团队一直以来聚焦单核-巨噬细胞的发育问题，通过构建基于Ms4a3的单核细胞谱系示踪模型，揭示了单核细胞在骨髓中的发育过程以及单核细胞对成体组织巨噬细胞的更新过程，推动了国际免疫学界长期以来关于“巨噬细胞是否是由成体骨髓单核细胞产生”这一争议的解决（Cell，2019）。同时，研究团队建立的Ms4a3-Cre模型能够有效的标记单核细胞谱系，可在树突状细胞谱系发育研究中排除单核谱系的干扰，为研究树突状细胞发育提供良好的工具。树突状细胞是机体最重要的专职抗原递呈细胞，通常被认为由共同淋巴细胞祖细胞产生的浆细胞样树突状细胞（pDC）和由共同树突状细胞前体产生的常规树突状细胞（cDC）组成。cDC又可以分为表型和功能不同的XCR1⁺DC1和CD172a⁺ DC2亚群。最近的研究揭示CD172a⁺ DC2具有异质性，其中包含一群类似单核细胞的亚群，对于这群细胞的界定、发育路径、转录调控和功能的研究，有望回答这些细胞在本质上是否为新的树突状细胞谱系这一关键问题，从而在固有免疫和适应性免疫之间架起新的树突状细胞“桥梁”。

在该研究中，为了能够区分单核细胞和树突状细胞谱系，研究人员首先使用LEGENDScreen分析了树突状细胞与单核细胞谱系的表面标志物，发现FLT3和CD45RB在整个树突状细胞谱系中持续高表达，而在单核细胞谱系中则表达量较低，使得采用流式细胞术方法以区分树突状细胞及其前体与单核细胞成为可能。随后，研究人员采用多色流式、谱系示踪和单细胞测序技术全面分析了骨髓（产生）、外周血（迁移）和脾脏（定植）中的树突状细胞谱系。无监督的聚类和拟时序分析显示在骨髓、外周血和脾脏中都存在三个树突状谱系，分别产生：XCR1⁺CD172a^- DC1、CD172a⁺CD7⁺ DC2、CD172a⁺Lyz2⁺CD16/32⁺ DC3。值得注意的是，外周血中的树突状细胞前体作为正常和肿瘤等组织中树突状细胞的直接来源，对于认识生理和病理情况下树突状细胞的发育过程具有重要意义。但由于小鼠外周血量较少、血液中的树突状细胞占比较低（约占白细胞总数的0.5%）并且缺少明确的标志物，使得针对小鼠外周血中树突状细胞的谱系组成的研究较为缺乏。该研究使用流式细胞术和单细胞测序技术对小鼠外周血中的树突状细胞进行了综合分析，全面解析了小鼠外周血中树突状细胞的谱系组成（图1）。

图1 小鼠外周血液中的树突状细胞组成

随后，研究人员通过单细胞测序数据的分析进一步揭示了DC3前体（pro-DC3）及DC2前体（pre-DC2）之间的差异表达基因，并通过过继回输实验确定了小鼠DC3是通过Ly6C⁺单核-树突状细胞前体（Ly6C⁺ MDP）经由Lyz2⁺Ly6C⁺CD11c^-pro-DC3产生,而DC2则通过共同树突状细胞祖细胞（CDP）经由Cd7⁺Ly6C⁺CD11c⁺ pre-DC2产生(图2);其中转录因子KLF4和IRF8在Ly6C⁺MDP向DC3前体的转化阶段起到重要作用，条件性敲除这两个转录因子影响该转化过程。在功能方面，DC2和DC3都具有向T细胞递呈抗原的能力，与 DC2 相比，DC3具有更好的 Th17 极化能力。进一步的生物信息学的跨物种相关性分析显示, 小鼠和人的树突状细胞谱系存在很好的相关性，这有助于将动物模型中得到的研究结果类比人树突状细胞的发育过程。

综上，该研究通过单细胞测序、谱系示踪和细胞过继回输实验全面构建了小鼠树突状细胞的亚群和谱系发育的系统性框架（图2），揭示DC3是基于发育、表型和转录组、转录因子依赖性和功能的独立的树突状细胞谱系，是一条架设在固有免疫和适应性免疫之间的新的“桥梁”。此外，不同树突状细胞群体所呈现的表型和功能的差异也提示在疾病组织中精确区分不同树突状细胞的必要性。

图2 小鼠树突状细胞谱系框架

上海市免疫学研究所刘兆远副研究员、博士生王海婷和博士后李子逸为该论文的共同第一作者，刘兆远副研究员和Florent Ginhoux教授为该论文的共同通讯作者。该工作得到了上海交通大学医学院上海市免疫学研究所苏冰教授、Svetoslav Chakarov研究员、陈磊研究员、上海交通大学医学院附属上海市第一人民医院王宏林研究员、上海市免疫治疗创新研究院Lai Guan Ng研究员、德国波恩大学Andreas Schlitzer教授、法国巴斯德研究所Pierre Guermonprez研究员、瑞士苏黎世大学Burkhard Becher教授等合作实验室研究人员的大力支持。该研究得到了国家自然科学基金、上海市青年科技启明星项目、上海交通大学科技创新专项资金和“2030”计划等项目资助,以及上海交通大学医学院基础医学院和上海市免疫学研究所流式、成像、测序和动物等平台的技术支持。

Florent Ginhoux，研究员，免疫所客座教授，博士生导师，上海市海外高层次人才计划获得者。博士毕业于巴黎第六大学，在纽约西奈山医学院接受了博士后训练，现任法国古斯塔夫·鲁西癌症中心实验室主任、新加坡免疫学网络（SIgN）高级研究员、上海市免疫学研究所客座教授。Florent Ginhoux教授主要从事免疫细胞发育研究，在髓系细胞发育领域具有突出建树，是欧洲分子生物学组织(EMBO)成员（2022）和高被引学者（2016-）。2015年4月开始担任上海市免疫学研究所客座教授，推动了上海市免疫学研究所与包括新加坡免疫学网络（SIgN）在内的国际免疫学机构的合作，培养了多名优秀博士后研究人员。

刘兆远，副研究员，博士生导师，国家高层次青年人才项目、免疫所“余㵑青年学者”获得者。2010年本科毕业于山东师范大学，2015年博士毕业于上海交通大学。2016-2019年在上海交通大学医学院上海市免疫学研究所进行博士后研究，2019年9月入职免疫所。研究工作致力于运用前沿的单细胞测序技术和遗传学谱系示踪技术来研究髓系细胞的发育，研究工作发表在Cell、 Immunity等杂志。获国家自然科学基金项目资助（2019,2020,2022）。