由KojiEto教授(临床应用系)领导的研究小组最近发现了基于microRNA的调节机制对于提高iPS细胞衍生的巨核细胞产生的血小板的质量和数量的重要性。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
传统上认为巨核细胞(MK)的主要功能是生成血小板。然而，近年来的新证据表明它们也可能具有免疫调节功能。
研究小组认识到异质性是阻碍从永生化MK祖细胞系(imMKCL)中高质量离体制造iPS细胞衍生血小板(iPSC-PLT)的关键问题，并质疑他们是否可以基于差异性microRNA识别特定的imMKCL亚群(miRNA)活性。
研究人员利用HirohideSaito教授(生命科学前沿系)开发的miRNA开关技术，筛选了包含250多个miRNA开关的库，并在imMKCL中鉴定了24个活性miRNA。在这些活性miRNA中，他们选择关注let-7a-5p和let-7g-5pmiRNA，因为他们观察到这些miRNA活性高或低的不同imMKCL亚群。
接下来，研究人员将imMKCL分为let-7高亚群和低亚群，通过批量RNA测序(RNA-seq)检查它们在增殖或成熟过程中的基因表达模式。值得注意的是，他们发现免疫相关基因在let-7低增殖和成熟imMKCL亚群中富集，这是具有免疫调节功能的MK祖细胞的特征。
研究人员在检查源自人胚胎干细胞的let-7low和let-7highCD34+造血祖细胞(HPC)的转录组时获得了类似的结果，从而揭示了这些特性(血小板生成与免疫调节MK祖细胞)是确定的早在HPC阶段。
当他们通过scRNA-seq进一步检查单细胞(sc)水平的imMKCL异质性时，发现了五个转录组不同的细胞亚群，其中两个主要由let-7低imMKCL组成。对这两个细胞簇中上调基因的深入检查表明，它们可能代表具有功能二元性(血小板生成和免疫调节)的子集和免疫调节MK祖细胞子集。
通过用miRNAlet-7a-5p抑制剂处理imMKCL，研究小组观察到let-7低imMKCL细胞簇中免疫相关基因的显着上调，例如PF4、PPBP、ISG15和IFIT3。此外，let-7抑制增强了imMKCL响应免疫刺激而释放IL-8(一种促炎细胞因子)，从而证明了let-7在决定免疫调节imMKCL命运中的关键作用。
研究人员继续研究，通过生物信息学分析寻找负责协调let-7低imMKCL细胞簇特有的转录组变化的候选上游调节因子，以了解let-7如何调节MK命运决定。
值得注意的是，虽然与骨髓发育相关的调节因子(例如GATA1和KLF2)预计在血小板生成imMKCL中具有活性，但已知的病毒诱导基因激活剂IRF7和IRF3预计在免疫调节性imMKCL中被激活。
预计总共20个上游调节因子在两个细胞簇中都有活性，其中CUX1和RALB在let-7抑制后上调。值得注意的是，虽然CUX1过表达不影响IRF7、ISG15和IFIT3表达，但RALB过表达显着上调这些干扰素信号基因。然而，有趣的是，RALB过度表达并没有影响血小板生成相关基因，这表明它在let-7miRNA的下游特异性地调节免疫调节imMKCL中的免疫相关基因。
基于这一关于let-7介导的imMKCL效应的新知识，研究小组证明，遗传和药理RALB抑制可以改善imMKCL增殖和血小板生成。
通过这项研究，研究人员发现了一个以前未知的let-7-RALB调控轴，这无疑将有助于未来增强用于临床应用的iPSC-PLT的工业规模制造。
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