简讯

Blood杂志发表健康所最新研究成果palladin是一个伴随着NB4细胞在全反式维甲酸诱导下分化过程而表达上调的基因。几年前由健康科学研究所王铸钢研究员领导的遗传工程实验室构建了palladin缺失的小鼠模型,发现palladin的缺失导致小鼠胚胎致死同时伴有脑部神经管和腹壁的闭合障碍。最近该研究组的最新研究表明palladin缺失的小鼠胚胎在死亡之前有严重的贫血表型。这种贫血主要表现在,来源于胚胎肝脏的终末红细胞数量明显减少而来自卵黄囊的原始红细胞数量没有变化。胚胎肝脏是胚胎终末红系造血的第一个器官。成红细胞的凋亡增加以及分化部分受阻可能是造成palladin缺失后胚胎肝脏终末红系造血障碍的原因。可是体外的克隆形成实验以及造血干细胞移植实验均表明palladin缺失并没有影响造血干细胞在体外的分化增殖能力,这也提示palladin缺失后终末红系造血障碍的原因在于造血微环境的破坏。胚胎肝脏的透射电镜观察以及体外的成红细胞岛形成实验均表明palladin缺失后成红细胞岛的形成受到破坏。进一步的体外成红细胞岛重建试验表明palladin缺失的巨噬细胞在粘附成红细胞形成成红细胞岛过程中存在自身的缺陷。这些试验结果表明palladin通过调控巨噬细胞对成红细胞的粘附而调节了对成红细胞分化发育至关重要的造血微环境。     

红细胞生成及调节的研究进展

本文以小鼠模型为例,描述了红细胞在哺乳动物胚胎和成年期发育、分化的一般过程,重点介绍了原始红系造血、定向红系造血、稳态造血和应激造血的概念,同时归纳梳理了关于成红细胞岛和红细胞生成调控等方面的研究进展。     

人卵黄囊造血的探讨

采用卵黄囊组织切片、涂片的形态学、细胞化学染色、造血干/祖细胞体外培养及CD_(34)单克隆抗体免疫荧光检测等方法研究表明:人卵黄囊中存在造血岛,造血岛内由于造血微环境的特点致使此期造血主要向红系分化。血岛中检测出CD_(34)~ 细胞,比例高于胎肝及成人骨髓,干/祖细胞于体外培养形成红系集落。结论:人胚胎期造血源于卵黄囊。     

碳酸酐酶在红细胞分化发育过程中的功能研究

目前红系分化调控相关的研究主要集中在细胞因子、转录因子、lncRNA及表观遗传方面,为了对红系分化调控机制进行更加深入的解析,研究了碳酸酐酶在红系分化中的功能。碳酸酐酶可以高效催化二氧化碳的水合,但它在红细胞发育过程中的功能尚不清楚。利用脐带血来源的CD34⁺细胞在体外进行红细胞诱导分化,在分化过程中通过慢病毒介导的基因敲降的方法能够降低碳酸酐酶1和碳酸酐酶2的表达,并使用流式细胞仪检测红细胞的生成和分化效率。研究结果表明,与对照组相比,碳酸酐酶1的表达缺陷使红细胞的晚期分化明显受阻,而碳酸酐酶2的表达缺陷则将红细胞的分化阻滞在早期阶段。研究结果表明,虽然作用窗口不同,但碳酸酐酶1和碳酸酐酶2在红系分化的过程中均发挥着重要的调控作用,这一发现对将来在体外红细胞生成具有指导意义。     

重组细胞株CHO-105C3无血清培养及人促红细胞生成素的表达

促红细胞生成素(EPO)是人体红系造血的特异性调节因子,它具有促进红系祖细胞生长、分化发育的功能。许多资料表明,肾脏是EPO的主要来源,严重肾功能紊乱患者,血浆中     

红细胞生成素研究进展

红细胞生成素(Erythropoietin)简称Epo,是由肾脏所分泌的一种糖蛋白激素,是红系祖细胞增殖和分化的调节因子。它的功能是多方面的:1、促进干细胞分化为原红细胞;2、加速幼红细胞的分裂增殖;3、促进网织红细胞的成熟和释放;4、促进血红蛋白的合成。因此,在红系造血疾病的诊断中,Epo是重要的指标,在临床上,Epo是对Epo形成障碍的贫血患者具有特殊疗效的药品。早在1906年,法国科学家Carnot和Deflandre通过把放血引起贫血的兔血浆注射绐正常兔子,发现后者的外周血中的     

红细胞生成素受体功能域的研究及其意义

红细胞生成素受体是细胞因子受体超家族成员之一,它在红细胞生成素诱导的红系祖细胞的存活,增殖,分化的过程中起着重要的调节作用,本文概述了红细胞生成素受体３个功能域的结构,主要功能及其在医药研究中的重要意义。     

小鼠胎肝造血基质细胞对CFU—E,BFU—E生长的体外调控作用

造血基质细胞是造血微环境的重要成分,它对造血干细胞和祖细胞增殖分化的影响已引起人们重视。本室建立的小鼠胎肝造血基质细胞系(MFLSC)为研究其在调控造血中的意义提供了方便条件。 以往研究证明,MFLSC可向培养上清液中释放多种造血活性物质,将此培养上清代替外源性刺激因子加入到半固体培养体系中可支持红系、粒系或由红、粒、巨噬细胞组成的集落(CFU—EGM)生长。MFLSC本身对CFU-GM生长的调控作用已有报道。本工作观察MFLSC对小鼠骨髓红系造血祖细胞生长的影响,旨在进一步认识小鼠胎肝基质细胞在调控造血中的作用机理。     

EPO,EPOR及其信号传递研究进展

EPO(Erythropoietin,促红细胞生成素)是促进哺乳动物红系祖细胞增殖和分化的主要细胞团子。EPO与红系祖细胞表面的EPOR(EPO Receptor)结合后,通过信号传递使细胞核内特定基因转录发生改变。与其它造血生长因子不同,EPO主要作用于相对成熟的红系细胞。近年来,随着对人和动物的EPOR分子克隆以及EPOR突变体分析,使我们对EPO与EPOR的相互作用及其信号传递路径有了比较深入的了解。     

人红细胞生成素受体的研究进展

人红细胞生成素受体(hEPOR)是位于相对成熟阶段人体红系祖细胞表面的跨膜蛋白,它能专一性结合人红细胞生成素(hEPO),将促进细胞生长、增殖和分化的信号传导到膜内,该过程涉及了hEPOR自身及部分相关蛋白的磷酸化.hEPOR具有一些与其功能相关的保守结构,它的氨基酸序列与鼠EPOR(mEPOP)高度同源.EPOR因为膜外R129C突变或结合特定蛋白质而具有组成型活性.EPOR还与红白血病等多种血液病密切相关.     

遗传性红细胞增多症相关HIF2α基因点突变对人CD34+造血干祖细胞体外红系分化的影响

该文旨在研究与遗传性红细胞增多症相关的低氧诱导因子HIF2α基因点突变对人造血干祖细胞红系分化的影响。通过构建人HIF2α基因编码区、携带疾病相关的两个点突变体(M535V和G537R)以及文献中报道的HIF2α基因阳性对照突变(P531A)慢病毒表达载体,分别包装病毒并感染人脐血来源的CD34+造血干祖细胞,并进行常氧及5%低氧条件下的红系定向诱导分化培养。利用FACS流式分析比较红系分化进程特征分子CD71和CD235a的表达变化,结合荧光定量PCR检测HIF2α调控的红系分化相关的靶基因表达水平。结果显示,构建的HIF2α及突变体的慢病毒载体经病毒包装后感染K562细胞可在RNA和蛋白水平实现过表达;与对照组相比,感染表达HIF2α基因或其突变体病毒后的脐血CD34+HSPC在常氧及5%O_2条件下诱导红系分化培养的细胞CD71和CD235a的表达动态均无明显改变,但HIF调控的红系分化相关基因EPOR和VEGFA的表达水平有一定升高。综上,在体外红系分化培养体系中,慢病毒介导的HIF2α及突变体的过表达不直接影响造血干祖细胞的红系分化进程,提示疾病相关的HIF2α基因突变造成的红系分化异常增多的细胞内外调控机制需要更进一步的深入研究。     

脐带血造血干/祖细胞体外分化为不同阶段红系祖细胞的动力学观察

目的:探讨体外培养脐带血单个核细胞定向诱导分化为不同阶段红系祖细胞的动力学变化情况。方法:用0.5%甲基纤维素沉降脐带血红细胞及人淋巴细胞分离液密度梯度离心法得到单个核细胞,在含EPO、SCF、IGF-1等细胞因子的无血清培养体系中诱导其定向分化为红系祖细胞,观察细胞增殖、存活率、细胞集落形成情况,并检测不同阶段细胞红系特异性表面标志CD71和CD235a的表达。结果:随着培养时间的延长,细胞数逐渐增多,14 d细胞可扩增140倍左右,收集诱导后的细胞进行瑞氏吉姆萨染色,可见大量红系祖细胞,诱导后的细胞集落形成能力强,形成的克隆大部分为红系集落。诱导过程中,14 d前CD71、CD235a的表达逐渐增高。按细胞表面标志表达的不同可将诱导的细胞分为4群,分别对应红系祖细胞的不同阶段;随着诱导天数的增加,各时间点细胞对应的早期红系祖细胞群(P2、P3)比例逐渐下降,中晚期红系祖细胞群(P4、P5)的比例逐渐上升。结论:无血清培养基添加细胞因子组合的红系诱导培养体系可较好地诱导扩增红系祖细胞,流式分选可获得相对均一而处于不同分化阶段的红系祖细胞群体。获得了红系祖细胞体外分化的动力学数据,为今后进一步优化红系诱导分化体系获得均一的红系祖细胞奠定了基础,并对未来利用干细胞制备均一的红系祖细胞应用于临床治疗有一定的指导作用。     

用改进的模式系统克隆红细胞发育相关基因(英文)

红细胞发生的研究主要依赖于MEL细胞系和分离到的少量的小鼠成红细胞。MEL细胞由Friend病毒转化而来 ,对促红细胞生成素不敏感 ;而成红细胞主要来源于鸡、人、小鼠、大鼠胎肝、小鼠肾脏或骨髓 ,因量少 ,所以严重困扰着红细胞发生在分子水平上的研究。本文采用现宰杀的胎羊血液 ,不仅满足了分子生物学起始材料量的要求 ,又能直接反映出红细胞发生在体内的真实状况。通过对mRNA差异显示技术的改进 ,在DNA测序胶上比较胎羊成红细胞和怀孕母羊淋巴细胞扩增的cDNA片段 ,发现两条差异条带 :其中一个片段是新基因 ,进行蛋白质序列预测发现与UV敏感的锥状视蛋白、视紫红质有一定的同源性 ,由于其血细胞对辐射很敏感 ,故推测该片段与辐射造成的细胞杀伤作用有关 ;另一个片段为葡萄糖诱导基因 /延伸因子 2的 3′非编码区 ,该片段最早在葡萄糖诱导后的牛主动脉平滑肌细胞被克隆到。通过反向Northern杂交证明 ,所发现的新基因具有真实性。     

扩散盒血浆凝块培养中E-CFu-D性质的分析

实验研究表明,小鼠骨髓细胞在体内扩散盒血浆凝块中培养2天后所生成的红系细胞团(E-CFU-D),既不是直接起源于BFU-E或ERC,也不是由骨髓幼稚细胞(原红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞)增殖的结果,它是一类在细胞分化中介于ERC和原红细胞之间的造血祖细胞。体内E_p浓度降低时,ERC的分化受阻,但是,E_p对E-CFU-D分化的影响却介于ERC与原红细胞之间。从体内、外的培养结果可见,当E_p浓度增高时,可以增强CFU-E或E-CFU-D的增殖和分化。     

小鼠胎肝红系细胞在分化过程中形态学观察及时序性表达分析

小鼠胎肝是小鼠发育早期主要的造血器官,红系细胞在胎肝造血过程中形态特征和组成成分等方面发生了明显变化。根据红系细胞体积的变化,利用Countstar细胞计数仪对小鼠E12．5-E17．5胎肝中直径8-14岬细胞进行数量统计,再结合观测到的红系细胞的形态特征和血红蛋白表达量的不同,将E9．5．E17．5胎肝中的细胞分为10类。统计结果显示,随着胎肝造血系统的发育,哺乳类红系细胞在终末分化时出现细胞体积减小、细胞核固缩、排核和血红蛋白表达量增加等时序性变化。红系细胞表面特异标志Terll9和CD71在EryD中高表达而在成体骨髓细胞和外周血细胞中表达较低的结果表明胎肝中红系细胞具有较高的分化能力。这些数据为研究红系分化、克隆红系分化相关基因及探讨红白血病发生的机制提供了理论依据。     

用改进的模式系统克隆红细胞发育相关基因

红细胞发生的研究主要依据于MEL细胞系和分离到的少量的小鼠成红细胞，MEL细胞由Friend病毒转化而来，对促红细胞生成素不敏感，而成红细胞主要来源于鸡、人、小鼠、大鼠胎肝、小鼠肾脏或骨髓，因量少，所产严重困扰着红细胞发生在分子水平上的研究。本文采用现宰杀的胎羊血液，不仅满足了分子生物学起始材料量的要求，又能直接反映出红细胞发生在体内的真实状况。通过对mRNA差异显著技术的改进，在DNA测序胶上比较胎羊成红细胞和怀孕母羊淋巴细胞扩增的cDNA片段，发现两条差异条带；其中一个片段是新基因，进行蛋白质序列预测发现与UV敏感的锥状视蛋白、视紫红质有一定的同源性，由于其血细胞对福射很敏感，故推测该片段与福射造成的细胞杀伤作用有关；另一个片段为葡萄糖诱导基因／延伸因子2的3′非编码区，该片段最早在葡萄糖诱导后的牛主动脉平滑肌细胞被克隆到。通过反向Northern杂交证明，所发现的新基因具有真实性。     

长非编码RNA-UCA1影响红细胞增殖

造血是一个高度协调、精密调控的过程。在正常造血分化过程中, lncRNA不仅调控造血干/祖细胞自我更新、分化、凋亡等过程,还决定造血谱系分化命运。关于lncRNA在人的不同造血谱系分化中的功能以及作用机制的研究已比较深入,但其在红系分化过程中的功能和机制的研究很少,仍处于建立差异基因表达谱的阶段。现有的研究表明, lncRNA-UCA 1(urothelial cancer associated 1)作为原癌基因与多种癌症的发生、发展、转移、产生化疗耐药性等密切相关。该研究发现,在体外诱导脐带血来源的CD34+干/祖细胞向红细胞分化的过程中,采用慢病毒感染的方法敲降UCA 1的表达抑制了红细胞的增殖及活力,对RNA-seq数据进一步分析发现,降低UCA 1的表达会影响与细胞周期相关基因的表达。     

血红素是红细胞中必要辅基及关键调控者

血红素不但能作为血红素蛋白的重要辅基参与细胞电子传递、送氧、酶作用等重要生理活动,而且是红细胞稳态及分化的关键调控者.本综述主要从3个方面小结了红细胞中血红素的研究进展.首先,在血红素生物合成方面,介绍了血红素生物合成过程、其起始及中间产物的跨膜运输及调控机制的研究现状.其次,重点阐述了血红素作为红细胞稳态及分化的调控者对红系特异基因的转录调控、mRNA稳定性及翻译、蛋白稳定性、miRNA加工合成等过程的调控机制.最后,简单总结了血红素的合成异常导致的疾病及可能的治疗策略.总之,红细胞稳态的维持需要协调平衡血红素合成,蛋白(尤其是珠蛋白)产生以及铁代谢等生物过程,对它们调控关系的阐明有助于深入了解红细胞分化的调控机制,同时也对红细胞相关疾病的研究及治疗有指导意义.     

利用DNA免疫技术制备GATA1蛋白多克隆抗体

转录因子GATA1对正常红系细胞的分化起着关键作用,其缺失导致原成红细胞的凋亡,其过表达则能抑制红系细胞晚期的分化。本研究为了进一步利用斑马鱼研究gata1基因在血液血管发育过程中的功能,通过反转录PCR(RT-PCR)扩增了斑马鱼gata1基因编码区序列,构建了真核表达质粒pCAGGS-P7/gata1,采用质粒DNA免疫技术的方法免疫了BALB/c小鼠,制备了斑马鱼GATA1蛋白多克隆抗体。实验结果表明:构建的真核表达重组质粒pCAGGS-P7/gata1 DNA具有良好的免疫原性,在免疫小鼠后所获得的抗血清抗体效价达1∶500。Western blot和免疫荧光检测表明,抗血清能特异型地识别GATA1蛋白。斑马鱼GATA1抗体成功制备为进一步的功能研究奠定了重要基础。     

果蝇生殖腺干细胞和它们的微环境

干细胞微环境是由容纳一个或多个干细胞,并控制干细胞自我更新和子代细胞产生的组织细胞以及细胞外基质组成。干细胞必须在微环境内才能增殖,才能保持自我更新的特性。通过对果蝇生殖腺干细胞微环境的结构及其产生的信号路径（该路径可以调节干细胞自我更新）的研究,发现微环境中支持细胞和它们发出的信号路径在调节干细胞的增殖和分化中起重要的作用。