动物所阐明血液循环调控造血干细胞发育分化的分子机理

2011-8-19 16:03 来源: 中国科学院
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  血液循环为生物有机体提供氧气、营养物质,维持生理稳态,是最重要的生命活动之一。由于血液循环相关基因的敲除小鼠模型早期致死,因此其在早期胚胎发育尤其是造血干细胞发生中的作用研究较少,分子机理尚不清楚。

  中科院动物研究所刘峰研究员领导的血液和心血管发育研究组应用遗传学、发育生物学、分子生物学和小分子化合物处理等方法,以斑马鱼为模式生物,发现血液循环在造血干细胞的编程过程中发挥了重要的调控作用。通过研究血液循环缺陷的遗传突变体silent heart, 发现最早的造血干细胞尽管可以产生,但其后续的命运维持却不能进行,从而造成造血干细胞的缺失,也不能分化产生T淋巴细胞等。这一发现在另外两个血液循环缺陷的突变体中得到了证实。进一步研究发现,血液循环的应激因子、血管特异性表达的转录因子KLF2在这一过程中有重要作用。KLF2通过直接转录调控一氧化氮合酶(eNOS)的表达水平,从而进一步调控造血干细胞的主控基因RUNX1和cMYB,最终影响造血干细胞编程。

  该研究系统阐释了血液循环在胚胎早期发育阶段调控造血干细胞发育分化的分子机理,为体外扩增可用于移植的造血干细胞提供了新的思路。

  这项研究成果于8月17日在线发表于国际著名学术期刊BLOOD(doi: 10.1182/blood-2011-05-353235)。研究组博士生王璐为该论文第一作者,该研究得到国家自然科学基金委,国家科技部和中国科学院的支持。