百人博士刘锋《Blood》发表干细胞研究新成果

细胞海洋

近日来自中国科学院动物研究所血液和心血管发育研究组的研究人员在新研究中解析了血液循环在胚胎早期发育阶段调控造血干细胞发育分化的分子机制，这项研究成果于2011年8月17日在线发表于国际著名学术期刊《Blood》上。 $ H# O- A9 `1 e7 ~
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文章的通讯作者是中科院动物研究所血液和心血管发育研究组组长刘锋，其2009年入选中科院动物所“百人计划”。 研究组博士生王璐为该论文第一作者，该研究得到国家自然科学基金委，国家科技部和中国科学院的支持。
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血液循环为生物有机体提供氧气、营养物质，维持生理稳态，是最重要的生命活动之一。由于血液循环相关基因的敲除小鼠模型早期致死，因此其在早期胚胎发育尤其是造血干细胞发生中的作用研究较少，分子机理尚不清楚。) ~; x8 O' Q8 [7 N& C

8 ?, f# l9 @9 H( g7 T2 N在这篇文章中，研究人员应用遗传学、发育生物学、分子生物学和小分子化合物处理等方法，以斑马鱼为模式生物，发现血液循环在造血干细胞的编程过程中发挥了重要的调控作用。通过研究血液循环缺陷的遗传突变体silent heart, 发现最早的造血干细胞尽管可以产生，但其后续的命运维持却不能进行，从而造成造血干细胞的缺失，也不能分化产生T淋巴细胞等。这一发现在另外两个血液循环缺陷的突变体中得到了证实。进一步研究发现血液循环的应激因子，血管特异性表达的转录因子KLF2在这一过程中有重要作用。KLF2通过直接转录调控一氧化氮合酶 （eNOS）的表达水平，从而进一步调控造血干细胞的主控基因RUNX1和cMYB，最终影响造血干细胞编程。" l1 m- @4 i1 e) m3 u/ ^
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该研究系统阐述了血液循环在胚胎早期发育阶段调控造血干细胞发育分化的分子机理，为体外扩增可用于移植的造血干细胞提供了新的思路。
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生物通推荐原文摘要：
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3 X, S) y1 x" f5 S: o& l4 I: W& [A blood flow-dependent klf2a-NO signalling cascade is required for stabilization of hematopoietic stem cell programming in zebrafish embryos
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0 a0 @' `3 ^. i( bBlood flow has long been thought to be important for vessel development and function, but its role in hematopoietic stem cell (HSC) development is not yet fully understood. Here, we take advantage of zebrafish embryos with circulation defects that retain relatively normal early development to illustrate the combinatorial roles of genetic and hemodynamic forces in HSC development. We show that blood flow is not required for initiation of HSC gene expression, but instead is indispensable for its maintenance. Knockdown of klf2a mimics the silent heart (sih/tnnt2a) phenotype while overexpression of klf2a in tnnt2a morphant embryos can rescue HSC defects, suggesting that klf2a is a downstream mediator of blood flow. Furthermore, the expression of nitric oxide (NO) synthase (nos) was reduced in klf2a knockdown embryos, and chromatin immunoprecipitation (ChIP) analysis showed that endogenous Klf2a is bound to the promoters of nos genes in vivo, indicating direct gene regulation. Finally, administration of the NO agonist SNAP can restore HSC development in tnnt2a- and klf2a morphants, suggesting that NO signalling is downstream of Klf2a which is induced by hemodynamic forces. Taken together, we have demonstrated that blood flow is essential for HSC development and is mediated by a klf2a-NO signalling cascade in zebrafish., X( @8 v9 T- n0 d+ S2 B

6 [# O# h  f; j6 Z  z* o( t. @作者简介：6 P/ e( q) A2 J

# w& {2 q4 y* `; j, H1 ~- t* c刘　峰
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男，1973年7月出生，博士，研究员，博士生导师；中国科学院动物研究所血液与心血管发育研究组组长。2 u# B7 C7 R8 l8 H; y+ B8 V2 ^

, C/ f" u7 I5 q3 B$ o2009年入选中国科学院动物研究所“百人计划”，在生物膜与膜生物工程国家重点实验室建立血液和心血管发育实验室。1999年在中国科学院遗传所获分子遗传学博士学位。2000-2002在新加坡分子农业生物学研究院 （现IMCB）做博士后，开始利用斑马鱼模型从事造血系统的发育生物学研究；2003-2005在美国Vanderbilt 大学医学院从事斑马鱼血管生物学研究；2006-2008在英国牛津大学分子医学研究所（WIMM）利用斑马鱼和非洲爪蟾从事造血干细胞的基础研究。
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% J) g% H6 r8 E3 U) l, e3 |; P在世界上首次建立了斑马鱼cDNA芯片并成功应用于筛选早期发育特异性的基因；其中Lysozyme C已成为斑马鱼髓系细胞最常用的分子标记之一；在牛津大学的工作集中在斑马鱼造血干细胞的起源、心血管发育和分子调控网络的研究，系统阐明了斑马鱼基因组中整个ETS转录因子家族、各个成员的时空表达图谱，并进一步发现Fli1是调控血液和内皮细胞发育分化的主控基因，并和Erg协同调节血管生成（Angiogenesis），Etsrp既调控内皮细胞分化又控制髓细胞的发育。5 m# [" u8 q. _6 h* N3 i4 R

" d: C, h) Q# v4 u4 @7 [( }9 r  N近年来所取得的研究成果以第一作者发表在国际核心学术期刊，包括 Current Biology, Circulation Research, Genome Research, Mechanisms of Development 等。本研究组将以斑马鱼为模式动物，应用分子、细胞和发育生物学等多种手段研究血液与心血管系统发生的分子机制，尤其是血液与心血管干细胞/前体细胞的形成、动脉/静脉分化和造血干细胞的命运决定及其保持等。通过前期工作发现的转录因子ETS家族为切入点，力图阐明调控血液与心血管形成的信号通路和基因调控网络，为体外编程和重编程造血干细胞或心血管干细胞以及治疗相关人类疾病提供理论基础。
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承担科研项目情况：
8 W' i" l6 b) n: @7 h  J6 x国家重大科学研究计划《胸腺与免疫细胞发育的分子调控》，子课题“造血干细胞发生、维持和向淋系定向发育的分子机制研究”，课题负责人   s& z( U* ~: a# G
国家自然科学基金面上项目“ETS转录因子在造血干细胞分化和保持中的分子调控机制研究” ，课题负责人
: ?1 B# i- K0 W# O/ T中国科学院知识创新工程重要方向项目“应用模式动物研究造血干细胞发育的调控机制” ，课题负责人   w) B$ [2 i' e5 [% R
中科院百人计划，课题负责人' i* p" U8 z: h

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4 C8 ?. o) W* c: i" X5 `- L4 t(http://www.ebiotrade.com/)0 _- s' y2 ?) M# Q" g4 q) X

goodboy

supporting

千里草

可借鉴的好资料 谢谢啦

POPOLD

回复 细胞海洋 的帖子8 P( g" N, @% e: e9 z

" n) E$ r" c0 p  I  {" Iqiang

旅行爱

ding

easyes

恩 不错 为造血干细胞的体外扩增的影响因素提供了参考

庄梦茹

bu cuo