在小鼠早期胚胎发育过程中,通过三波在时空上密切关联的造血发生过程产生了不同的血细胞,并构成了早期胚胎的血液系统。在E7.5天,卵黄囊血岛发生原始造血,产生包括原始有核红细胞、原始巨噬细胞和原始巨核细胞;紧接着,在E8.25卵黄囊产生第二波短暂的定向造血,产生了红系髓系祖细胞（Erythromyeloid progenitors,EMP）;在E10.5天胚内的主动脉-性腺-中肾（Aorta-gonadmesonephros,AGM）区产生了第一个定向的造血干细胞（Hematopoietic stem cells,HSC）。后两波造血均需要经历内皮造血转化（Endothelial-to-hematopoietic transition,EHT）过程,实现造血命运的特化,在这个过程中,内皮和造血转录程序紧密协同调节,以协调细胞命运的转变。目前对小鼠胚胎早期造血发育的研究主要都聚焦于单独的发育轨迹,尤其对三波造血及其微环境的差异仍然缺少系统解析。近年来,随着单细胞转录组技术的高速发展,我们对于早期造血发育的理解也在不断的加深,我们的工作通过对不同来源的单细胞转录组数据的整合,对小鼠早期胚胎的造血发生过程进行更深入的解析。首先,我们对三波造血进行了无偏颇分析。对于胚外卵黄囊的主要造血群体,我们根据时间信息和分子特征,将其分为原始造血群体和经历EHT的卵黄囊定向造血群体即第二波造血。对群体进行轨迹推断和差异分析发现,转录组定义的早期造血内皮祖细胞（Hematopoietic-endothelial progenitors,Hema）会经历造血或者内皮的细胞命运选择,并且在造血命运特化轨迹上主要上调了与髓系细胞分化和能量代谢相关特征;在卵黄囊EHT轨迹中,除了内皮特征的减弱和造血特征的增强外,也上调了胚胎器官发育和淋系细胞激活相关特征;第三波AGM区的EHT过程则主要上调代谢和造血调节的特征,下调了m RNA处理和线粒体相关的特征。同时,对三波造血过程的比较分析显示,定向造血中主要富集到淋系谱系发育相关的通路,而原始造血富集到更多的红系和髓系谱系定向相关通路,这与它们的造血命运相一致。我们也发现三波造血产生的造血干祖细胞都有较强的周期的特征,EMP主要表现在增殖特征方面,而HSC则主要表现在更新特征。另外值得注意的是无论是胚内还是胚外的EHT过程均上调了炎症相关通路,提示其可能在内皮造血命运的转化中发挥重要的角色;此外,我们也发现三波造血发育过程伴随着不同的代谢通路的变化,与前两者相比,AGM区的EHT过程伴随着更显著的代谢通路的变化,其中除了糖酵解和三羧酸循环的上调之外,也上调了脂肪酸以及氨基酸合成和代谢相关的通路,提示了代谢对于定向造血可能发挥重要调控作用。最后,我们对卵黄囊和AGM区微环境细胞群体对于生血内皮细胞（Hemogenic endothelial cells,HEC）的相互作用进行了分析,与过去的研究相一致的是,WNT信号相关的配受体主要富集在AGM区微环境中;而Notch信号相关的配受体在卵黄囊和AGM区微环境中均有富集;同时,我们也发现Angpt1-Tek和Kitl-Kit配-受体对不管是在卵黄囊还是AGM区微环境细胞对于HEC的互作中,都有明显的富集,其对于HSC和EMP的产生可能都存在一定的支持作用;并且在卵黄囊肝样细胞（YS＿Liver＿like）与HEC互作中存在独有的配-受体对Sema4a＿Plxnd1,其可能对于卵黄囊EHT过程中的细胞形态变化提供了一定的支持;在AGM区中,AGM区神经元（AGM＿Neurons）和HEC间互作独有的配-受体对Fgf18＿Fgfr1可能通过调节PI3K-AKT信号通路来调节AGM区的EHT过程。综上,我们通过对现有数据的深入挖掘,对小鼠三波造血过程及其潜在的微环境调控有了更深入的理解,对于理解造血发育的基本规律,以及指导HSC的体外再生具有一定的指导意义。