Notch信號對造血龕與造血幹細胞相互作用中的調控研究

《Notch信號對造血龕與造血幹細胞相互作用中的調控研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由尹鄲丹擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：Notch信號對造血龕與造血幹細胞相互作用中的調控研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：尹鄲丹
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

中文摘要

造血幹細胞（HSC）是造血細胞的起源。HSC所處的微環境HSC龕可調控HSC的功能。成骨細胞組成的成骨龕可維持HSC穩態；骨髓血管內皮細胞組成血管龕，在幹細胞動員和歸巢過程中發揮重要作用，但兩種龕的細胞和分子調控機制很不明確。Notch信號通路在進化中高度保守，高效調控造血幹細胞生物學行為。本課題組已證實，成年小鼠條件性剔除RBP-J基因後，既可導致多器官異常血管新生，也可影響內皮細胞對血管內細胞的作用，強烈提示骨髓中內皮細胞很有可能受到Notch信號的作用，進而影響到血管龕對HSC的調控。本項目擬在前期研究基礎上，採用RBP-J條件性敲除小鼠模型，研究Notch信號阻斷對骨髓內皮細胞形態和功能的影響，探索骨髓內皮細胞調控HSC生物學行為和功能的細胞分子機制，初步闡明Notch信號在血管龕調控HSC過程中所發揮的作用，為深入理解HSC的生物學行為、功能及其調控提供新的實驗室證據。

結題摘要

造血幹細胞龕是指造血幹細胞生存的微環境，HSC通過與龕內其它細胞、分泌的細胞因子以及細胞表面分子之間的相互作用，對不同階段、不同系造血細胞的維持、 自我更新、分化進行調節。組成HSC血管龕的骨髓內皮細胞，對胚胎髮育和成年個體的造血乾/祖細胞發揮多種調控作用。目前造血幹細胞龕對造血幹細胞的調控機制並不明確。Notch信號在進化中高度保守，可通過參與細胞的凋亡、增殖和分化，來調節機體發育過程。Notch信號可以精確調控胚胎血管發育，可以多層次調控血管內皮細胞的特化、增殖、粘附及遷移等，但它在骨髓內皮細胞中的作用至今不夠明確。本課題組已在國際上首先證實，成年小鼠條件性剔除RBP-J基因後，不僅引起多臟器血管異常新生，也影響內皮細胞對組織細胞的作用，強烈提示骨髓內皮細胞也很有可能受到Notch信號的作用，影響血管龕對HSC的調控。因此，本項目在此背景下立項。 本項目的研究內容主要包括，Notch信號通路對成體骨髓內皮細胞的調控作用，Notch信號通過骨髓血管內皮細胞對造血幹細胞的調控作用，及相關作用機制的初步探索。 主要研究結果如下：（1）通過體外貼壁擴增培養，從小鼠骨髓細胞中成功培養出兩類血管內皮細胞EEPC和EOC。 （2）Notch信號對EEPC和EOC的調控作用不同：通過三維管腔形成實驗證實EEPC不能形成管腔樣結構，而EOC能夠形成管腔樣結構，且Notch信號通路能夠促進EOC的管腔形成；阻斷Notch-RBP-J信號通路後，EOC的增殖和遷移呈上升趨勢，EEPC的增殖和遷移均呈下降趨勢。 （3）表達純化了血管內皮靶向的Notch配體DLL1蛋白（D1R蛋白），並證實D1R蛋白可以結合於人臍靜脈內皮細胞（HUVEC）細胞表面。 （4）建立了以HUVEC為滋養細胞，含有5種細胞因子的小鼠造血幹細胞KSL的培養體系，模擬造血幹細胞生長的微環境。通過加入D1R蛋白而活化Notch信號，研究發現DIR蛋白可顯著促進與HUVEC共培養的KSL細胞擴增、提高集落形成能力，並維持較高KSL細胞比例。 （5）通過對HUVEC共培養的KSL細胞基因晶片分析，發現與對照相比，DIR蛋白可上調與HUVEC共培養的KSL細胞的1160個基因表達，下調1164個基因表達。