单细胞技术在干细胞研究中的应用

干细胞是具有自我更新和分化潜能的异质性细胞群体。基于细胞群体水平的干细胞研究不能满足深入认识干细胞生物学本质及实际应用的需要。近年来,单细胞相关技术不断发展和成熟,并正在干细胞基础研究及其相关领域中获得迅速应用。该文以造血干细胞为主要例举,就实验研究中常用的单细胞分离、单细胞克隆分析、单细胞移植、单细胞实时定量PCR及单细胞测序等技术原理及其应用进行综述。     

利用ES细胞建立可诱导的白血病模型

胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）是从囊胚的内细胞团分离出来的多潜能干细胞,具有多向分化的能力。将外源基因导入ES细胞建立转基因动物,对于研究外源基因的功能和调控具有一定的价值。载有外源性基因的病毒在感染ES细胞后,可通过囊胚注射获得具有胚系遗传的该转基因动物,并且这一外源基因可以稳定遗传和表达。该研究主要是利用携带hPML-RARα基因的慢病毒感染小鼠ES细胞系（R1）,获得携带该基因的ES细胞,感染后的ES细胞核型正常。在此基础上,将感染后的ES细胞经囊胚注射,获得了携带有hPML-RARα基因的3只嵌合小鼠,其中,有1只具有遗传特性。对嵌合体小鼠与C57杂交的后代给予强力霉素（doxycycline）处理,3天以后骨髓细胞hPML-RARα基因开始表达,这证明了在小鼠体内该外源基因表达的可诱导性。以上证实,已经成功利用ES细胞建立了可诱导的白血病转基因小鼠模型。     

Puma在肿瘤和干细胞中作用的研究进展

Puma(p53 upregulated modulator of apoptosis)是2001年发现的Bcl-2家族BH3-only亚家族的一个新成员,参与各种应激刺激诱导的p53依赖和非依赖细胞凋亡过程并扮演一个关键的介导者。Puma参与生命过程内环境稳态的调节,并与一些疾病的发生发展密切相关。近年来,Puma在人类恶性肿瘤发生发展以及干细胞损伤保护等方面的作用越来越受到人们的重视,因此熟悉并掌握Puma诱导细胞凋亡及其在肿瘤形成和干细胞调控方面的作用机制,对以Puma为靶点开发治疗相关疾病的新方法有重要的指导意义。该文就Puma的分子特性、对细胞凋亡的调控及其在肿瘤和干细胞中的作用等方面作一简要综述。     

Tet2调节骨髓间充质干细胞功能

Tet2(Tet家族成员2)在DNA去甲基化修饰、表观遗传调控及骨髓造血中起着重要作用。笔者课题组前期研究发现,随着年龄增长,Tet2敲除小鼠逐步发展为淋系白血病和髓系白血病。但Tet2在骨髓微环境中的作用仍不清楚。进一步研究发现,Tet2敲除的骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSC)更多处于G2/M分裂期,其细胞分裂时间缩短,生长速度加快。长周期培养-起始细胞实验表明,Tet2敲除的MSC支持造血干细胞扩增和髓系分化的能力增强。通过点杂交实验发现,Tet2敲除后,骨髓细胞DNA总甲基化水平升高。对Tet2缺失的骨髓细胞进行甲基化测序,结果表明:基因组转录调控区域等多个功能性结构域的甲基化水平明显升高。同时,敲除Tet2的MSC分泌IL-8、IL-18等炎性细胞因子的能力下降;敲除Tet2的MSC更多分泌促进造血干细胞髓系分化的GM-CSF和CCL-3等细胞因子。Tet2可以影响间充质干细胞造血支持作用,进而调节造血。     

内皮和造血系统特异性敲除Rictor基因对胎肝造血的影响

目的:研究Rictor基因对胚胎发育过程中胎肝造血的影响。方法:利用Cre-LoxP基因敲除系统,特异性在小鼠内皮(VEC-Cre)和造血(Vav1-Cre)系统敲除Rictor基因;通过流式细胞术分析特异敲除Rictor基因后小鼠胚胎第15 d胎肝中的各系细胞比例的变化,并进一步分析造血干细胞的变化。结果:利用VEC-Cre和Vav1-Cre小鼠敲除Rictor基因后,胎肝中各系细胞比例均有所减少,B细胞比例的减少较为明显,造血干细胞比例也明显减少。结论:Rictor基因敲除损害胎肝组织中造血干细胞的产生和各系细胞的分化。     

p18~(INK4C)调控小鼠T细胞的发育及功能

p18INK4C属于细胞周期蛋白激酶抑制剂,其突变或缺失与某些肿瘤的发生密切相关,如T细胞白血病,但目前关于p18调控T细胞发育及功能的研究还鲜有报道,其调控机制仍不明确.本研究利用p18基因敲除(p18KO)小鼠,系统地研究了胸腺中T细胞的早期发育及成熟T细胞的增殖和活化功能,并利用逆转录病毒的方法在Lin?造血干祖细胞上过表达p18,移植4个月后检测其对T细胞的影响.结果表明,p18的缺失对胸腺T细胞的早期发育影响不明显,但随着p18KO小鼠周龄的增加会促进CD4+CD8+双阳性T细胞的数量,此外,p18还通过影响CD3+成熟T细胞的细胞周期进程及IFN-?,GATA3,Tbx21和Foxp3等的表达增强脾脏T细胞的增殖和活化;进一步在造血干祖细胞上过表达p18后会影响T细胞的发育和成熟,进而纠正T细胞在数量上的异常.本研究阐释了p18在T细胞早期发育及后期活化中的调控机制,并证实可通过在干祖细胞水平改变p18的表达进而影响T细胞的分化,这对p18调控T细胞功能异常及参与T细胞白血病的发生提供了新的理论依据和重要的研究价值.     

SET蛋白家族分类、功能及其在血液系统中研究进展

SET蛋白家族包含保守的SET结构域,很多家族成员可以利用S-腺苷甲硫氨酸对底物进行甲基化修饰.SET蛋白家族主要对组蛋白进行甲基化修饰,包括组蛋白H3K4、K9、K27、K36以及组蛋白H4K20,调控真核生物中基因的激活和沉默.除组蛋白外,部分SET蛋白家族成员对各种非组蛋白也具有催化酶活性.SET蛋白突变所导致的...     

应用慢病毒shRNA文库结合二代测序筛选白血病细胞系增殖相关lncRNA北大核心CSCD

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是包括细胞增殖在内的许多细胞过程的重要调节因子。虽然已有研究表明多种lncRNA在造血系统恶性肿瘤的发生发展过程中发挥重要作用,但是缺少一个更全面和无偏倚的方法同时研究多个lncRNA中对白血病细胞系产生功能性影响的lncRNA。在此,我们利用短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)文库结合高通量测序的方法,筛选对白血病细胞系增殖有影响的lncRNA,确定了74个候选lncRNAs。从中选取lncRNA C20orf204-203作为验证研究对象,发现C20orf204-203在K562和THP-1细胞系中均定位于胞质,敲降C20orf204-203的K562和THP-1细胞系增殖能力降低,早期凋亡细胞增加,BAD基因在mRNA水平上表达量增加,TP53、BCL2蛋白表达量下降,在THP-1细胞系中Caspase 3蛋白表达量减少,激活型Caspase 3蛋白表达量上升,但是二者变化在两种细胞系中不一致。结果表明,在白血病细胞系中敲降lncRNA C20orf204-203会使细胞增殖能力降低。但其在不同细胞系作用途径和机制可能存在差异。这一研究表明了利用shRNA文库结合高通量测序大规模研究lncRNA在白血病细胞系中发挥作用的可行性。     

利用CRISPR/Cas9n double nick系统构建人DNAH2基因敲除的U2OS细胞株

基于CRISPR/Cas9n double nick技术构建人DNAH2(Homo sapiens dynein,axonemal,heavy chain 2)基因敲除的U2OS稳定细胞株,旨在研究DNAH2基因的生物学功能。首先设计并合成A、B两个sg RNA(Single guide RNA)以及各自的互补链,退火连接形成DNAH2 sg RNA-A、B双链,再分别与带有BbsⅠ粘性末端的p X462线性载体相连,形成p X462-DNAH2-A、p X462-DNAH2-B重组真核表达质粒。质粒共转染至U2OS细胞后,加入嘌呤霉素,以有限稀释法获得阳性单克隆细胞株,再以蛋白印迹实验检测DNAH2蛋白的表达,最后通过PCR-基因测序技术分析突变特点。结果显示A、B sg RNA双链成功插入p X462载体,U2OS-DNAH2-KO单克隆细胞株中DNAH2蛋白不表达,DNAH2基因发生移码突变,从而证实利用CRISPR/Cas9n double nick系统成功构建人DNAH2基因敲除的U2OS稳定细胞株,为研究DNAH2基因提供有利工具。