告別盲目篩選！頂刊這樣選基因，定表型！

2025年2月，Nature雜志發表題為RUNX2 promotes fibrosis via an alveolar-to-pathological fibroblast transition的研究論文。研究首次發現并證實， LEPR?肺泡成纖維細胞是CTHRC1?POSTN?病理性成纖維細胞的主要來源， 轉錄因子Runx2是驅動該細胞轉化的關鍵調控因子，其缺失可顯著抑制病理性成纖維細胞生成并減輕纖維化，為靶向治療肺纖維化提供了新策略。Runx2在其他疾病中的作用，尚不明確。

造血干細胞移植是治療血液系統惡性腫瘤、免疫缺陷癥等多種疾病的重要手段，但其廣泛應用始終受限于造血干細胞（HSC）來源不足這一核心臨床瓶頸。基于聚乙烯醇（PVA）的體外培養體系雖已實現功能性HSC顯著擴增，展現出巨大的臨床應用前景，但驅動這一過程的關鍵分子機制仍不明確，制約了擴增方案的進一步優化與臨床應用轉化。

2025年9月，血液學領域頂刊Blood上發表題為A genome-wide screen identifies Runx2 as a novel regulator of hematopoietic stem cell expansion and T-cell commitment的研究論文。該研究并未從已知造血調控基因入手，而是另辟蹊徑，借助CRISPR全基因組文庫篩選在體外擴增體系這一特定生理情境中直接、無偏倚地發現全新調控因子，并將HSC擴增與 T 細胞發育這兩個關鍵生物學過程巧妙地結合在一起，并最終鎖定到同一基因Runx2上，揭示其在細胞命運抉擇中前所未有的雙重功能。

首先，為了研究能夠調控HSC體外擴增的關鍵基因，作者進行了全基因組CRISPR篩選，并利用體外和體內實驗對篩選出的頂級候選基因Runx2進行了功能驗證。結果發現，Runx2是HSC擴增的一個強大負調控因子：在體外培養中，敲除Runx2能使具有免疫表型的HSC頻率提升約3倍；在移植實驗中，這些經過擴增的Runx2缺陷型HSC的植入水平比對照組高出約5倍，顯示出顯著增強的體內重建能力。然而，值得注意的是，這種增強的再生能力存在明顯的譜系偏向性。進一步分析揭示，盡管Runx2缺陷型HSC來源的髓系細胞和B細胞重建正常甚至增強，但其T細胞的重建卻顯著受損。這一結果首次確立了Runx2在HSC生物學中的雙重角色：它既是自我更新和擴增的“剎車”，也是T細胞生成的有效“助推器”。

基于上述發現，一個核心問題隨之產生：Runx2是如何同時協調這兩種看似對立的功能的？為了深入探究其背后的細胞行為機制，作者接下來進行了單細胞克隆分析和體外T細胞定向分化實驗。結果發現，在克隆水平上，Runx2的缺失并未改變HSC的存活或總增殖能力，但卻顯著增加了每個克隆中所產生的具有HSC表型的子代細胞數量，這表明Runx2的功能在于限制HSC的自我更新分裂，而非普遍性的生長抑制。與此同時，在T細胞分化體系中，Runx2缺陷導致早期T祖細胞在雙陰性1（DN1）階段發育受阻，無法有效向下一個階段（DN2）推進，這直接解釋了其在體內T細胞輸出不足的表型。這些機制證據共同表明，Runx2通過精準調控自我更新與早期T系定向這兩個關鍵節點，在造血系統頂層維持干細胞庫穩定與分化輸出的平衡。

本研究通過全基因組CRISPR文庫篩選發現，轉錄因子Runx2是造血干細胞體外擴增的新型負調控因子。敲除Runx2可顯著增強HSC的自我更新能力和移植后的重建能力，但同時會損害T細胞定向發育。這表明Runx2在HSC命運決定和T細胞譜系承諾中具有雙重作用，為優化HSC治療策略提供了新靶點。