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劉廷析研究組Blood文章解析干細胞調控機制

日期:2011-08-22 08:59:48

    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的研究人員發表了題為“Dominant-Negative C/ebpα and Polycomb Group Protein Bmi1 Extends Short-Lived Hematopoietic Stem/Progenitor Cells Lifespan and Induces Lethal Dyserythropoiesis”的文章,分析了造血發育和白血病發生過程中的關鍵調控因子C/ebpαBmi1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,為了解造血干細胞自我更新的分子調控機制,并進一步揭示造血系統發育和血液系統疾病發生的機理提供了寶貴的資料。這一研究成果公布在國際著名學術期刊《Blood》雜志上。

    文章的通訊作者是中科院劉廷析研究員,這位一生獻身于科學研究的科研人員日前病逝,年僅44歲。這一消息令人震驚,劉廷析研究員在學成回國后一直從事白血病研究,以及斑馬魚資源庫和多功能、復合型的斑馬魚技術平臺的研究,發表了多篇重要的文章。

    這篇文章主要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/ebpαBmi1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機制,并進一步揭示造血系統發育和血液系統疾病發生的機理提供了寶貴的資料。
劉廷析研究組博士研究生周婷同學在劉廷析研究員的指導下,以新興模式生物斑馬魚為研究對象,利用早期造血組織特異性的lmo2啟動子和Cre-loxP系統,在斑馬魚原始造血干細胞(primitive hematopoietic stem/progenitor cells)中特異性表達了白血病關鍵因子顯性負的C/ebpα蛋白和Bmi1蛋白。結果顯示,在早期造血干/祖細胞中特異性表達顯性負的C/ebpα蛋白(Dominant-Negative C/ebpα)可以延長這群自我更新(self-renewal)能力有限的短程干細胞(short-lived stem cells)的細胞壽命,直到胚胎定向造血(definitive hematopoiesis)階段,并進一步誘發紅系造血異常(erythropoietic dysplasia)。

    進一步分子學實驗證實: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C/ebpα顯性負導致的異常表型基本消失。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,Dominant-Negative C/ebpα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。


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