造血干細胞自我更新機制研究獲進展
日期:2011-08-24 08:31:23
中國科學院上海生命科學研究院/上海交通大學醫學院健康科學研究所,中國科學院干細胞生物學重點實驗室發育與疾病研究組于近日在國際著名學術期刊《血液》(Blood)在線發表了最新研究成果“Dominant-Negative C/ebpα and Polycomb Group Protein Bmi1 Extends Short-Lived Hematopoietic Stem/Progenitor Cells Lifespan and Induces Lethal Dyserythropoiesis”。該項研究利用斑馬魚這一模式生物,研究了造血發育和白血病發生過程中的關鍵調控因子C/ebpα和Bmi1在早期造血干/祖細胞生存和自我更新能力維持方面的作用,并建立了造血發育異常的斑馬魚疾病模型。該項成果為了解造血干細胞自我更新的分子調控路徑,并進一步探索造血系統發育和疾病發生的機制提供了新的依據。
該研究組博士研究生周婷同學在劉廷析研究員的指導下,利用早期造血組織特異性的lmo2啟動子和Cre-loxP系統,在斑馬魚早期造血干/祖細胞(primitive hematopoietic stem/progenitor cells)中特異性地表達白血病關鍵因子C/ebpα的顯性負蛋白和Bmi1蛋白。發現顯性負的C/ebpα蛋白(Dominant-Negative C/ebpα)可以使這群自我更新能力有限的短程干細胞(short-lived stem cells)的細胞壽命延長至胚胎定向造血(definitive hematopoiesis)階段,并進而誘發紅系造血異常(erythropoietic dysplasia)。進一步研究證實:C/ebpα蛋白可通過結合Bmi1基因啟動子區的C/EBP結合序列,使C/ebpα顯性負轉基因魚系的Bmi1表達特異性上升;在斑馬魚早期造血干/祖細胞特異性過表達Bmi1可獲得與C/ebpα顯性負轉基因魚系非常相似的表型,反之則可以使該異常表型基本消失。這些結果提示:表觀遺傳學調控因子Bmi1可能是C/ebpα蛋白的直接下游,顯性負的C/ebpα蛋白正是通過上調Bmi1影響早期造血干/祖細胞的生存及自我更新能力。
該工作得到國家科技部、國家自然科學基金委、上海市科委、中國科學院以及上海市教委E-研究院的經費支持。
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