造血干细胞（HSC）通过自我更新和多向分化产生所有类型的血细胞，在人类整个生命周期中维持造血。目前，HSC移植广泛应用于治疗血液、免疫、遗传性以及恶性肿瘤等多种疾病，其发育和再生研究在整个干细胞领域发挥范式引领作用。造血发育过程复杂，胚胎时期涉及多个部位，包括卵黄囊、主动脉-性腺-中肾（AGM）、肝脏、胎盘、脐带等[1]。人HSC起源于CS14（妊娠后32天）AGM区的主动脉内造血簇（IAHCs）的IL33+ALDH1A1+动脉内皮细胞[1]。尽管IAHCs中有HSC，但是这些HSC功能不成熟很少用于移植。在CS17（妊娠后41天）HSC在肝脏中定植、成熟和扩增，11周左右开始定植骨髓，12周骨髓中出现可移植的HSC[2]，20周之后骨髓是维持造血系统最重要的器官。以往对小鼠整个生命周期的HSC研究显示，HSC在不同的发育阶段具有显著的功能异质性[3]。而人胚胎早期造血发育阶段（CS12-15）的AGM区具有3种不同发育路径和分子特征的造血干祖细胞（HSPC），这与其所处微环境细胞调控密切相关[4]。因此，造血系统无论在胚胎还是出生后的阶段都经历了巨大的变化。

2022年12月8日，细胞生态海河实验室程涛教授、朱平教授和胡林萍副教授合作团队在《Developmental Cell》期刊在线发表了题为“Temporal molecular program of human hematopoietic stem and progenitor cells after birth”的研究论文（细胞生态海河实验室为第一完成单位）。该研究利用单细胞技术体系，全面和详细比较了出生后不同年龄阶段人HSPC转录组、表型和功能特征，首次揭示成体人HSPC发育规律，同时也为临床移植HSC质量控制标准奠定重要基础。

研究人员首先利用单细胞标记逆转录RNA测序法（STRT-seq）对不同年龄阶段（新生儿、婴儿、儿童、成人、老年）的骨髓HSPC细胞：HSC，MPP（人多潜能祖细胞），LMPP（淋系倾向多潜能祖细胞），MLP（多潜能淋系祖细胞），CMP（共同髓系祖细胞），GMP（粒-单核系祖细胞），MEP（巨核红系祖细胞）和B-NKP（B-NK祖细胞）进行单细胞转录组建库和深度测序，构建了人出生后骨髓HSPC发育分子图谱。通过系统解析发育图谱，揭示了人骨髓HSPC发育的分子动力学规律：HSC和髓系祖细胞（除GMP外）数量随年龄增长而增加，而淋系祖细胞数量下降，HSPC在发育后期出现髓系分化偏倚；在异质性方面，干祖细胞（HSC, MPP, LMPP）的异质性随着年龄增长逐渐增强，而谱系定向祖细胞（MEP, MLP, GMP, CMP）的异质性逐渐减弱，提示发育后期寡能/单能祖细胞定向谱系分化潜能增强。多能干祖细胞（HSC, MPP2, LMPP, MLP, MEP）在发育过程中表现出更剧烈的转录组改变，而定向祖细胞（B-NK2, Mk, Neu1, Neu2, MD, EBM）在转录上更稳定；大多数HSPC亚群在婴儿到儿童阶段发生了最剧烈的转录改变，提示HSPC的转录谱在出生后早期就已建立。不同HSPC亚群中改变的基因种类高度一致，即造血分子动态变化呈发育依赖式，差异更多是取决于发育阶段，与HSPC亚群种类关系甚微。在谱系分化方面，从出生到成年阶段HSPC红系分化潜能显著增强；从成年到老年阶段，衰老的HSC表现出明显的巨核/血小板偏倚。

进一步，通过解析MPP群体的异质性，精准鉴定出MPP1和MPP2新亚群，筛选并功能验证CD52作为分离红/巨核系偏向MPP1和髓/淋系偏向MPP2的有效分子标志物，且该特征在脐血MPP中具有普适性。