【摘 要】
:
在机体的生命周期中,造血干细胞位于血液系统最顶端,通过自我更新和多向分化维持着整个血液系统的稳态,这一过程受到严密而精细的调控。血液生态失衡则会导致各种血液疾病,如白血病、骨髓衰竭、骨髓增生异常综合症等,也与机体各种重大疾病息息相关。因此,深入理解造血干细胞功能维持和血液稳态的调控机制具有重要意义。RNA m~6A修饰是真核生物m RNA上最丰富的修饰之一,调控m RNA命运,包括稳定、降解、定位
论文部分内容阅读
在机体的生命周期中,造血干细胞位于血液系统最顶端,通过自我更新和多向分化维持着整个血液系统的稳态,这一过程受到严密而精细的调控。血液生态失衡则会导致各种血液疾病,如白血病、骨髓衰竭、骨髓增生异常综合症等,也与机体各种重大疾病息息相关。因此,深入理解造血干细胞功能维持和血液稳态的调控机制具有重要意义。RNA m~6A修饰是真核生物m RNA上最丰富的修饰之一,调控m RNA命运,包括稳定、降解、定位和剪切等。近年来,研究表明RNA m~6A修饰在正常造血发育、造血干细胞功能维持及白血病发生发展中起着重要作用。因此,全面解析生理、病理情况下血液系统m~6A修饰并探索其变化规律,成为亟待解决的重要科学问题。然而,常规m~6A测序技术需要较大样本量,无法应用于造血干/祖细胞等各种少量细胞群体,也严重制约了当前对m~6A修饰在干细胞、发育、免疫等各领域的研究。我们首先建立了高灵敏性的少量细胞m~6A测序方法SLIM-seq(super-low input m~6A-seq)。利用流式细胞仪分选了小鼠来源的16种不同的细胞包括造血干细胞、造血祖细胞以及各个分化谱系的成熟血细胞,进行SLIM-seq测序,并通过与相应的RNA-seq数据比较的生物信息学分析,获得8599个高可信度的m~6A修饰m RNA,绘制出了血液系统m~6A修饰的m RNA图谱。进一步对m~6A修饰谱进行系统分析,发现m~6A在长期造血干细胞(LT-HSC)中具有较高的m~6A修饰水平,但随着其向髓系细胞群体和红系细胞群体分化,m~6A修饰水平会下降,而淋系细胞群体具有较高的m~6A修饰;发现m~6A具有显著的细胞类型特异性。鉴于血液系统的严密层级分化,我们试图解析细胞m~6A修饰起源。有意思的是,发现各种细胞(短期造血干细胞ST-HSC除外)中多数m~6A修饰模式继承于其发育上游阶段。我们进一步分析了m~6A修饰与m RNA表达水平的相关性,发现定向分化祖细胞群体如MEP、Mk P中绝大多数m~6A调控m RNA的降解。有趣的是,在LT-HSC中有相当一部分m~6A修饰(~25%)起到稳定m RNA的作用。针对这一现象,我们进一步探索其中的分子机制,认为不同m~6A阅读蛋白可能在m~6A修饰的m RNA中起决定性作用。通过分析比较这些阅读蛋白的表达水平,最终聚焦在了IGF2BP2,发现其在LT-HSC中高表达,维持了LT-HSC中m~6A修饰m RNA的稳定性。在生理功能上,运用Igf2bp2敲除小鼠开展了一系列体内、体外实验,发现Igf2bp2敲除小鼠的LT-HSC数目减少、集落形成能力减弱、凋亡明显增加、静止期丢失以及长期造血重建能力严重受损,从而证实IGF2BP2维持造血干细胞功能具有重要作用。进一步,发现LT-HSC中Bmi1是Igf2bp2重要的下游靶点;Igf2bp2缺失促进Bmi1 m RNA降解,从而解除Bmi1对线粒体相关基因表达的抑制,最终引起造血干细胞功能受损。综上,该研究系统绘制了小鼠血液系统中不同细胞群体的m~6A修饰图谱,并揭示了其变化规律,同时发现了IGF2BP2在造血干细胞功能稳态中的重要作用,并阐明了其作用机制。本研究将有助于我们深入理解血液系统稳态和造血干细胞功能调控。另外,该研究突破了领域的技术瓶颈,建立的微量样本m~6A测序技术SLIM-seq,将大大助力RNA m~6A修饰在干细胞、发育、免疫等其他领域的相关研究。
其他文献
洪涝灾害是最常见且极具破坏性的灾害之一,给民众的生命和财产带来了危险。近年来,洪涝灾害事件大量增加,导致了严重的生命伤亡损失,还破坏了农作物和物质基础设施。近年来,南亚国家遭受的严重洪灾有所增加,特别是在巴基斯坦。在巴基斯坦,洪涝往往是严重的自然灾害,历史上起源于Chenab河和Indus河,最近十年经历了主要由气候变化引起的严重山洪和河流洪涝灾害。在巴基斯坦,洪涝发生在7月和9月这样的季风月份。
日新月异的路网建设和瞬息万变的交通动态,构成了居民日常出行的全新场景,产生了对高精细程度、强现势性的道路地图信息的巨大需求,给道路测图技术的发展带来了新的机遇与挑战。交叉口作为城市道路网络的关键节点,平面几何与垂直层次等三维结构复杂,转向连通关系易变。现有地面车载移动测量、航空摄影测量、航天卫星遥感等专业道路测绘手段采集成本高、更新周期长,导致交叉口信息的现势性难以满足道路地图信息更新需求。本研究
肿瘤细胞能通过改变关键营养物质的代谢模式,使其朝着有利于自己的方向发生改变,这种特征性的代谢改变被称为肿瘤细胞的代谢重编程(Metabolic Reprogramming)。代谢重编程已经被公认为是肿瘤的标志性特征,其不仅介导了肿瘤细胞的无限增殖,同时也为我们靶向肿瘤细胞的异常代谢治疗肿瘤带来新的希望。然而,代谢的可塑性使得直接靶向代谢机器难以获得理想的治疗效果,通过深入探究肿瘤异常代谢的分子机制
CHD8蛋白是隶属于依赖ATP的染色质重塑因子CHD家族,在大脑中广泛地表达。同时小鼠CHD8纯合敲除导致胚胎死亡表明CHD8在早起胚胎发育中的重要作用。随着研究和技术的发展,人们对自闭症患者进行的大量外显子测序,发现CHD8也是自闭症疾病致病的高风险突变基因之一。在CHD8突变的自闭症患者中CHD8的等位基因出现缺失或者插入导致CHD8表达不足。但是,对于CHD8的基础生物学功能及作用机制的了解
甲烷是一种重要的温室气体,其对全球变暖的贡献率高达25%,在百年尺度上的增温潜势是二氧化碳的28倍。湿地甲烷排放约占全球甲烷排放的25~40%,约占自然界甲烷排放的70%,因此湿地甲烷排放研究是全球甲烷排放估算以及全球气候变化研究的重要基础。然而,由于湿地甲烷排放时空过程的复杂性以及观测数据的局限性,人类对湿地甲烷排放过程的认知尚不足,准确地模拟及预测湿地甲烷排放仍是研究热点和难点。湿地甲烷排放包
第一部分:TRPM8诱导正常鼻黏膜上皮细胞发生上皮间质转化的研究目的M型瞬时感受器电位蛋白8(melastatin-related transient receptor potential 8,TRPM8)是TRP家族蛋白通道成员之一,主要作用为冷刺激瞬时感受通道。研究发现TRPM8在支气管上皮细胞、鼻黏膜上皮细胞中均有表达。另有一些研究人员发现在乳腺癌中过多表达的TRPM8会诱导上皮间质转化(e
一、研究背景作为适应人类疾病谱改变而产生的医学研究与实践的新范式,循证医学被称为21世纪的临床医学模式,近年来获得了较快发展。但当前循证医学临床实践工作发展还不理想,影响了临床工作质量的提高。学者们研究认为,循证医学临床实践质量主要取决于临床医生的循证实践能力,即他们所掌握的显性知识和隐性知识的水平,提出通过培训促进临床医生循证医学知识的建构。临床医生循证医学知识培训的效果主要取决于对知识建构情境
研究背景与目的:鼻咽癌是起源于鼻咽上皮的恶性肿瘤,在东亚以及东南亚地区发病较集中。目前放疗联合化疗是其主要治疗措施,然而放化疗抵抗所引起的远处转移导致患者预后差。为改变当前治疗困境,亟待开发新型高效鼻咽癌化疗药物。银杏酸(ginkgolic acid,GA)作为酚酸类小分子化合物,近年来其抗肿瘤活性关注度不断上升,但对鼻咽癌的影响尚不清楚。本研究旨在通过生物学功能实验探究银杏酸对鼻咽癌的影响,探索
第一部分 DHX15调控T细胞发育和恶性转化的功能与机制研究目的:T淋巴细胞(T细胞)的发育起始于骨髓来源的淋巴样祖细胞,定位于胸腺。在胸腺T细胞发育过程中,关键信号通路的失调可导致急性T淋巴细胞白血病(T-cell acute lymphoblastic leukemia,T-ALL)的发生。本研究鉴定出调控 T细胞发育和恶性转化的关键因子---DHX15,并通过系列实验阐明其生物学功能和分子机
第一部分妊娠大鼠急性胰腺炎时母鼠甲状腺损伤评价目的:建立妊娠大鼠急性胰腺炎模型,观察妊娠晚期大鼠急性胰腺炎时甲状腺损伤情况。方法:36只妊娠大鼠按照随机数字表法随机分为假手术(SO)组,妊娠合并重症急性胰腺炎(APIP)组。每组再分为造模3小时(APIP3h组)、6小时(APIP6h组)和12小时(APIP12h组)三个亚组,每组6只。APIP模型的是通过胆胰管逆行匀速注射5%牛黄胆酸钠诱导。各组