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炎症是十分常见而又重要的基本病理过程，当在感染等应急条件下，机体需要快速生成大量免疫细胞来应对这一挑战，而生成大量免疫细胞的过程则被称为应急性造血。但是免疫细胞的应急性产生以及与病原体相互作用的动态过程仍不被人们熟知。而且，作为所有血液细胞来源的造血干祖细胞（HSPC）是否在免疫过程发挥作用，这仍没有非常明确的答案。 脊椎动物系统性感染病原体（例如细菌）时会出现一种类似菌血症的症状。此时，血液细胞特别是白细胞会立即做出反应，大量增生以消灭病原体。在此过程中大量细胞因子发挥重要作用，例如Irf8、Pu.1。髓系白细胞包括单核细胞（巨噬细胞）和多形核吞噬细胞（粒细胞），基于这两种细胞非特异性的吞噬能力，他们往往作为抵御外界病原体入侵机体的第一道防线。粒细胞是外周血的重要组成部分，它们在抵御外来细菌时发挥重要作用，基于此，粒细胞会大量消耗，但随后会大量扩增，而这就是应急性粒细胞生成，是清除病原体过程中不可或缺的免疫反应部分。巨噬细胞因其强大的吞噬消化能力而成为清除病原体以及死细胞的重要成员，特别是在缓解感染引起的炎症方便起重要作用。 近年来，斑马鱼（Danio rerio），这种原产于喜马拉雅山脉东南区域的观赏用热带淡水鱼，在过去的几十年中，因其繁殖快、易于饲养、身体透明、体积小的巨大优势，正作为一种脊椎模式动物渐渐被应用于科学研究。本研究中，通过静脉显微注射，使受精后2天的斑马鱼系统性感染大肠杆菌（E.coli）以引起应急性造血。感染条件下，巨噬细胞和粒细胞会迅速反应吞噬消灭微生物。巨噬细胞基本执行吞噬行为，但粒细胞会依据不同的感染方式以及不同的微生物而产生不同的免疫反应。 众所周知,血液细胞是一个大家族,主要有3大系,即红系（由红细胞、血小板组成），髓系（由巨噬细胞和粒细胞构成）以及淋系（由T、B淋巴细胞组成）,整个血液细胞家族最初来源于一个共同的祖细胞即源于中胚层的造血干细胞(HSC)。造血干细胞（HSC）是一类特殊的静止期细胞，它能够自我更新以维持体内平衡，也能够在机体需要时分化成各种细胞类型。我们知道，髓系细胞的大量扩增会引起其前体细胞的活化，但是否HSC也会被活化参与免疫反应呢，我们不得而知。因为我们是通过不同的细胞表面的血系标记物来区分不同的细胞，但是HSC的标记物尚未确定，所以很难得到真正的HSC，但是我们可以通过标记物得到造血干/祖细胞（HSPC）。许多研究已经证明HSPC在病原体或相关物质引起的感染情况下会扩增，例如脂多糖（LPS）。但是也有研究证明感染条件下HSPC并不会发生反应甚至在有些情况下会数目降低。所以，不同病原体感染不同宿主引起HSPC不同的反应，HSPC的变化应视具体情况而定。 高通量测序技术又称“下一代”测序技术，它的出现使得对一个物种的转录组和基因组进行细致全貌的分析成为可能，所以又被称为深度测序。为了更进一步探索感染后幼鱼机体RNA水平的变化情况，我们进行了转录组测序。结果显示感染后大量的基因发生转录水平的变化，而这种变化表明感染后机体的免疫应答先是受到抑制随后启动，直至完成对细菌的清理。该结果与细胞水平髓系细胞先被消耗随后大量扩增的结果相符合。根据转录组数据我们选取了改变较明显且是血液发育至关重要的调控因子的Pu.1作为重点研究对象。 在髓系前体细胞向巨噬细胞或是粒细胞的分化过程中。Pu.1表达水平的高低是细胞命运的决定因素。进一步的研究表明，Pu.1在调控淋系及髓系细胞的分化过程有一个剂量依赖的关系，Pu.1高表达会促进髓系，尤其是巨噬细胞的生成，而低表达则促进B淋巴细胞的发育。实验结果发现，在pu.1突变体感染E.coli后，髓系吞噬细胞及其前体细胞依然会大量扩增，但跟野生型相比，除巨噬细胞增加水平高于野生型外，粒细胞和髓系前体细胞的增加水平都弱于野生型，而且E.coli较长时间存在于血管以及动静脉之间。在pu.1突变体或是pu.1 MO幼鱼中感染E.coli后，斑马鱼幼鱼的HSPC是明显减少的，其原因是在 pu.1 MO幼鱼中cmyb+HSPC凋亡的细胞明显增多，而其增殖细胞没有发生变化。由此可见，虽然Pu.1在髓系应急性造血中没有起到至关重要的作用，但对髓系细胞的成熟以及维持HSPC的体内平衡却是必不可少的。 在本研究中，我们通过静脉注射非致死的细菌（大肠杆菌，E.coli）引起系统性感染，进而仔细观察CHT部位的吞噬细胞（巨噬细胞和粒细胞）以及他们的前体细胞甚至HSPC的变化情况。结果显示，髓系吞噬细胞会立即做出反应来应对E.coli，在注射后6小时（6hpi）吞噬细胞会有所消耗，但随后会逐渐增多，在注射后2-4天（2-4dpi）会达到峰值，然后恢复至生理水平。与此同时，免疫反应相关的基因也表现出先被抑制随后表达上调的反应。与髓系吞噬细胞不同，其前体细胞经历了较早的扩增以及较迅速的恢复。但是，令我们惊奇的是，HSPC的反应却是跟感染细菌的剂量有关系，低剂量的细菌引起HSPC的扩张，但过度的细菌会引起HSPC的消耗。在分子机制方面，感染后，很多造血相关因子发生了明显的转录水平的变化，Pu.1就是其中之一。Pu.1虽然在应急性髓系造血中不是必须的，但在髓系细胞的成熟以及维持HSPC生理平衡方面起着不可或缺的作用。