研究目的:急性髓系白血病（Acute myeloid leukemia,AML）是一组高度异质性的恶性血液系统疾病,源于骨髓内恶性造血前体细胞的克隆性扩增。多种细胞遗传学和分子遗传学异常可影响信号通路、转录和表观遗传调节因子,引起造血细胞的转录程序失调,诱导AML的发生。目前,具有不同肿瘤细胞类型组成的AML亚型的转录因子（Transcription factor,TF）调控网络尚未在单细胞分辨率下阐明。因此,在现有测序数据的基础上,我们期望在单细胞层面识别具有不同肿瘤细胞组成的AML亚型的转录调控网络（transcriptional regulatory networks,TRNs）特征和相关机制,并进一步揭示肿瘤细胞潜在特性和异常表达的关键调节因子。从TFs的角度出发,描绘AML的调控动态和多样性,从而为后续AML治疗靶点的寻找和预后的判断提供新的思路和机会。研究方法:本研究使用生物信息方法,分析了来自AML和健康供者的单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing,scRNA-seq）数据。接下来我们通过无监督聚类,根据患者的肿瘤细胞组成进行分类,定义了三种不同的AML亚型,以全面描绘不同AML亚型特异的TRNs,并进一步探究AML细胞的潜在特性和异常激活的关键TFs。最后,根据分析结果,我们进行了斑马鱼胚胎中ERF的功能获得和缺失实验,以验证ERF对造血功能的影响,推测其在AML发生过程中的作用。研究结果:我们首先定义了在所有AML患者中存在异常的六个转录调控模块。值得注意的是,AML细胞中与癌症转录失调模块相关的TFs被高度激活,包括RUNX1、HOXA9和PBX3等,这些TFs对AML的进展至关重要。接下来,我们进一步揭示了不同AML亚型特异的转录调控网络。具体而言,以原始肿瘤细胞为主导的AML亚型在TFs层面出现细胞周期和细胞分化阻滞,与原始肿瘤细胞的造血分化受阻相一致。相比之下,以分化肿瘤细胞为主导的AML亚型表现出免疫调节功能异常,提示其在转录调控层面的免疫抑制作用。此外,我们发现具有多种肿瘤细胞类型的患者,他们的原始AML细胞分化能力增强,这一现象可能赋予其进行造血分化的特征。最后,通过斑马鱼胚胎中ERF的敲低和过表达实验,我们验证了 ERF 对于造血干/祖细胞（hematopoietic stem/progenitor cells,HSPCs）发育的重要性。ERF的异常激活可促进HSPCs数量的扩增,并可能诱导患者出现以原始肿瘤细胞为主导的AML。研究结论:总的来说,我们的工作充分探究了 AML中TFs调控网络的异常,并揭示了 AML亚型特异性TRNs失调的分子基础,为解析AML发病机制和寻找潜在诊断/治疗靶点提供了新的视角。