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基础医学院兰雨课题组在Cell Research发表造血干细胞发育起源重要成果

字体: 2020年03月24日 浏览量: 来源: 编辑: 发布:资讯中心

3月20日,基础医学院兰雨研究员与解放军总医院第五医学中心刘兵研究员(金沙手机娱乐讲座教授)以及北京大学生命科学学院汤富酬研究员的合作研究在造血干细胞发育领域取得重要进展,在Cell Research(生物1区,IF=17.8)在线发表了题为“Embryonic endothelial evolution towards first hematopoietic stem cells revealed by single-cell transcriptomic and functional analyses”的研究论文。兰雨、汤富酬和刘兵研究员为论文的共同通讯编辑。

造血干细胞(Hematopoietic stem cell, HSC)位于成体造血系统的最上游,具有自我更新能力并可产生所有类型的血液细胞。目前研究认为,HSC起源于胚胎发育中期的生血内皮细胞,主要定位在主动脉-性腺-中肾(aorta-gonad-mesonephros,AGM)区的背主动脉腹侧。由于数量稀少、发育时间转瞬即逝、体内功能评价系统的技术门槛较高,研究者一直未能精准捕获及分离具有HSC重建潜能的生血内皮细胞,其从原始内皮细胞逐步特化并走向HSC命运这条路径的细胞转归及分子事件仍不清晰甚至存在争议。

刘兵/兰雨合作团队于2019年9月发表在Cell Research的研究从单细胞尺度解析了人类胚胎造血干祖细胞发生的细胞层级以及分子特征,并筛选获得富集生血内皮细胞的表面标志(https://www.nature.com/articles/s41422-019-0228-6)。相较于人类胚胎的研究,小鼠作为重要的实验模型,具有样品来源的可控性、体内功能评价及遗传操作的可行性等诸多优势,从而使得基于重要群体捕获分离的精细体内外功能评价成为可能,这对于HSC-primed生血内皮细胞来讲尤为重要。

本研究从转录组(transcriptome)、免疫表型(immunophenotype)和功能(function)三个层面(tif)重新规范定义了生血内皮细胞,实现了具有HSC潜能以及较以往研究提高近20倍富集效率的生血内皮细胞的捕获和分离,并首次在单细胞水平证实生血内皮细胞具有内皮和造血双向分化潜能,成功构建了更加敏感和特异性标识HSC-primed生血内皮细胞的荧光报告小鼠Neurl3-EGFP,在单细胞转录组水平揭示了从原始内皮细胞到HSC-primed生血内皮细胞的两步特化路径。这些发现为HSC体内发育及体外再生研究提供了重要的理论基础、数据库资源和小鼠模型。

金沙手机娱乐中西医结合博士后流动站侯思元博士、解放军总医院第五医学中心李宗城博士和倪艳丽硕士、军事科学院军事医学研究院郑晓娜博士、北京大学生命科学学院博士研究生高云和董骥为该研究论文的第一编辑。该项研究得到了国家科技部、国家自然科学基金委和广东省科技厅等科研项目的支撑。

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41422-020-0300-2

https://doi.org/10.1038/s41422-020-0300-2

(基础医学院)

责编:李梅

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