Blood揭示血管内皮细胞选择造血命运的调控新机制

2014-2-21 11:15 来源: 生物通
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  2014年2月19日,《血液》(Blood)在线发表了我国科学家关于胚胎发育中调控血管内皮细胞选择造血命运的最新研究成果“Endothelial Smad4 Restrains the Transition to Hematopoietic Progenitors via Suppression of ERK Activation”。军事医学科学院生物工程研究所/蛋白质组学国家重点实验室的杨晓课题组和军事医学科学院附属医院的刘兵课题组合作,联合利用内皮细胞和造血细胞特异性条件基因敲除小鼠模型,发现内皮细胞Smad4信号通过维持内皮下间质的BMP4表达以及抑制动脉内皮ERK的活化,从而阻止过度的内皮-造血转化。

  论文的通讯作者为杨晓研究员、刘兵研究员和兰雨副研究员。兰雨副研究员和贺文艳博士为共同第一作者。此外,中国医学科学院血液学研究所/实验血液学国家重点实验室程涛教授的课题组也参与了此项研究。该研究得到了国家科技部、国家自然基金委和蛋白质组学国家重点实验室的经费支持。

  最近的研究发现造血干祖细胞通过内皮-造血转化直接起源于胚胎中期的动脉内皮细胞,并且具有造血命运的内皮细胞只占所有内皮群体的极少数。然而人们对内皮-造血转化的遗传调控机制知之甚少,尤其是负向调控的生理机制尚属未知。

  该研究显示,在内皮而非造血细胞剔除Smad4,导致动脉内造血簇以及体外造血前体细胞产生的显著增多,而造血簇细胞的增殖和存活并不增加。进一步,内皮细胞Smad4的缺失引起主动脉下间质BMP4的增加,进而激活主动脉内皮的ERK旁路,从而上调c-Kit导致造血细胞的过度产生。

  上述研究首次揭示了一个哺乳动物体内特异性作用于内皮-造血转化的生理性负调控分子,并提出了一种全新的调控模式,即内皮细胞的信号可作为胚胎造血微环境的上游而影响动脉内皮细胞的造血命运。

  《血液》杂志评审人给予了高度评价,认为研究结果对于揭示造血前体如何发生于胚胎早期血管结构富有意义,该发现为深入了解胚胎主动脉区域不同细胞类型间不同信号的相互影响及协调作用开启了新思路。