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核糖体是细胞内合成蛋白质所必需的一类细胞器。在不同的物种中,核糖体的合成是一种高度保守的生物进程。核糖体合成对于细胞应激、细胞增殖以及个体生长至关重要,因此需要被精确调控。核糖体合成被破坏后会引起很多错误的遗传进程,从而导致诸如先天性再生障碍性贫血、先天性角化不良等疾病的发生。核糖体合成的过程需要多种核糖体蛋白协同参与,不同核糖体蛋白的突变可能导致整个核糖体合成过程发生紊乱。Urb2是核糖体合成所必需的一种蛋白,主要存在于细胞核中。在酵母中的研究表明Urb2对于60S核糖体亚基的合成至关重要,其突变或删除会导致多种核糖体亚基以及rRNAs的加工受到影响。Urb2蛋白中包含一个核内rRNA加工功能域,其在不同的物种中高度保守,暗示这个功能区域可能对于Urb2发挥其在核糖体合成过程中的功能至关重要。核糖体蛋白缺陷会引发核糖体应激反应,导致P53积聚和稳定。P53信号途径在细胞周期、细胞凋亡以及DNA修复中发挥着重要的功能。在小鼠、斑马鱼体内的许多实验表明,核糖体合成受损后会导致P53信号途径的激活,而P53信号的异常激活会造成许多组织和器官的发育迟缓,表明了核糖体合成与P53信号途径可相互协调从而调控正常的发育过程。造血干细胞具有分化为所有类型血液细胞的潜能,因此其对脊椎动物血液系统的维持和更新必不可少。许多血液疾病的治疗都需要造血干细胞移植,而由于缺乏稳定的造血干细胞来源,这种移植性治疗方案仍然很少被应用于临床治疗。为了获得可移植性的造血干细胞,我们首先需要对造血干细胞的发育过程及其调控机制有充分的认识。斑马鱼由于其本身特有的优势被广泛应用于造血干细胞发育的研究。斑马鱼造血过程的调控因子与哺乳动物高度类似,因此斑马鱼体内的研究可以为哺乳动物甚至人类的造血研究提供更多的理论依据。通过ENU诱导的正向遗传筛选,我们获得了一个造血干细胞发育缺陷的斑马鱼突变体cq42。基因定位克隆的实验结果表明cq42的基因组中urb2基因产生了一个无义突变。利用荧光原位杂交技术,我们检测了urb2在正常发育过程中的表达模式,发现其在造血干细胞早期出芽的过程中表达量很低。然而在造血干细胞增殖和迁移的过程中,urb2在斑马鱼的尾部造血组织中强表达,暗示其可能对正常的造血干细胞增殖和迁移有重要作用。进一步实验表明urb2cq42突变会导致尾部造血组织的造血干细胞以及胸腺中的早期T细胞数量显著减少。urb2cq42突变体中原始造血和血管发育正常,证明urb2对定向造血的调控是特异的。同时,我们发现在urb2cq42突变体中,细胞周期明显受到抑制,而细胞凋亡却显著增强,说明造血干细胞的发育缺陷是受损的细胞周期与增强的细胞凋亡同时作用导致的。Shh/Vegfa/Notch信号和Wnt16/Dlc/Dld信号对于造血干细胞的出芽和特化十分重要。通过对其中主要调控基因（shh、vegfaa、notch1a、wnt16、dlc、dld）的检测,我们发现这些基因的表达在urb2cq42突变体中似乎并没有受到影响。因此,Wnt和Notch这两个调控造血过程的经典信号途径似乎并没有参与Urb2对斑马鱼造血干细胞发育的调控。为了研究Urb2调控造血干细胞发育的作用机制,我们检测了多种影响细胞周期或细胞凋亡的调控因子。已有的许多研究表明核糖体蛋白的突变会导致P53信号途径的上调,而P53途径通常被认为在细胞增殖和凋亡过程中发挥重要功能,因此我们猜测P53可能是受Urb2调控从而影响造血干细胞发育的一种因子。通过全胚原位杂交技术,我们发现p53及其下游的应答基因p21、mdm2、ccng1均在urb2cq42突变体的尾部造血组织特异上调。因此我们猜测P53信号途径的异常激活可能是urb2cq42突变体造血表型产生的原因。我们运用了两种方法验证这个假说。首先,我们将带有urb2突变的杂合子与p53的纯合突变体杂交,得到了同时带有p53和urb2突变的杂合子。利用这种双突变品系,我们发现p53突变可以回救urb2cq42突变体的造血缺陷表型。另一方面,我们注射了p53 MO,发现p53 MO也能够回救urb2cq42突变体中尾部造血组织和胸腺的造血缺陷,表明核糖体蛋白Urb2是通过P53信号途径调控斑马鱼造血干细胞发育的。mTOR信号途径在细胞代谢和细胞生长过程中发挥着重要的功能,同时还可以调控胚胎的发育及组织的再生。已有研究表明,核糖体蛋白Urb1可作用于mTORC1的下游调控斑马鱼早期消化器官的发育。Urb2作为与Urb1相同家族的因子,它是否与mTORC1存在相互调节的关系还不得而知。由于urb2在斑马鱼造血干细胞的发育过程中发挥着重要的作用,我们猜测mTORC1可能在造血发育的调控上与Urb2存在某种联系。Raptor是mTORC1的重要组成成分,通过对早期胚胎注射raptor MO,我们发现抑制mTORC1的活性不会影响造血干细胞从主动脉中出芽的过程。然而,注射raptor MO的胚胎在受精后72小时表现为造血干细胞的发育缺陷,这表明mTOR信号可参与调控斑马鱼的定向造血发育。注射Raptor MO胚胎的造血缺陷表型与urb2cq42突变体极为相似,结合Urb1与mTORC1的调控关系,我们猜测Urb2可能作为mTORC1下游的调控因子影响斑马鱼的造血过程。为了检测Urb2是否与mTOR信号有所关联,我们构建了热激过表达urb2的转基因系Tg（Hsp70L:urb2）。利用这种转基因系,我们发现过表达urb2不会影响斑马鱼造血干细胞的出芽以及增殖过程。然而,通过热激使Urb2蛋白过表达后,raptor MO胚胎的尾部造血组织中造血干细胞的数量恢复正常,证明Urb2可作用于mTORC1的下游调控斑马鱼的造血发育。综上所述,本研究证明核糖体蛋白Urb2能够通过调控P53信号途径从而影响造血干细胞的发育,同时Urb2可作用于mTORC1的下游调控斑马鱼造血干细胞的发育。