论文部分内容阅读
造血干细胞(Hematopoieticstemcell，HSC)已被广泛应用于多种血液疾病的治疗，但造血干细胞无法实现体外大量扩增，这严重限制了造血干细胞的临床应用。胚胎干细胞(Embryonicstemcells，ES)具有无限增殖并向各种细胞分化的潜能，研究胚胎干细胞向造血干细胞的定向分化将为治疗血液疾病提供新的细胞来源，具有重要的应用前景。另外，胚胎干细胞体外分化体系能模拟体内胚胎发育的过程，为我们提供了一个在体外研究小鼠/人胚胎发育机制的平台。
斑马鱼中cloche的突变，导致gatal，gata2造血细胞以及心肌内皮层细胞的严重缺失。研究进一步证明，cloche基因是调控造血细胞scl基因以及内皮细胞flk1基因的上游分子。因此，cloche是调控造血内皮共同祖细胞成造血内皮细胞(hemangioblast)的关键基因。利用定点克隆技术从斑马鱼突变体cloche的突变位点克隆了心磷脂乙酰基转移酶(lyzsocardiolipinacyltransferase,.lycat)，并从小鼠克隆了其同源基因。
本课题利用小鼠胚胎干细胞体外分化体系研究了小鼠Lycat基因调控胚胎干细胞向造血和内皮细胞分化的功能。首先，研究发现Lycat基因富集表达在小鼠胚胎期重要的造血器官主动脉/生殖嵴/中肾区(AGM)，小鼠骨髓造血干细胞Lin￣C-Kit+Sca-1+，胚胎干细胞自发分化的拟胚体(emebryonicbody，EB)中F1k1+，F1k-1+SCL+的hemangioblast细胞群。通过在小鼠胚胎干细胞中过量表达Lycat基因后促进了造血细胞和内皮细胞相关基因的上调表达，并促进了造血细胞和内皮细胞的分化效率。体外功能实验进一步证明，Lycat基因的过量表达明显促进了造血内皮共同前体细胞hemangioblast集落(Blast-ColonyFormingCell，BL-CFC)的形成，同时促进了多种血细胞克隆形成单位(Colony-FormingUnit，CFU)以及功能性内皮细胞形成(EndothelialCellSprouting，ECS)的能力。通过RNA干涉技术研究发现，干涉Lycat基因的表达明显抑制了造血细胞以及内皮细胞的分化。另外，通过基因芯片研究进一步证明了Lycat基因过量表达后促进了大量中胚层/Hemangioblast，造血细胞和内皮细胞相关基因的表达。
因此，本研究首次证明了Lycat基因在小鼠胚胎干细胞分化过程中起着重要的作用，促进了胚胎干细胞向hemangioblast，造血细胞和内皮细胞的分化。这种调节机制可能主要通过调节Hemangioblast形成而实现的。这项研究为胚胎干细胞向造血干细胞定向分化的研究提供了新的线索。