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脊椎动物的造血分为原始造血和定向造血,而定向造血干细胞则是动物体成体所有血细胞的来源。斑马鱼作为一种新兴的模式生物在研究造血方面有很大的优势,斑马鱼与哺乳动物的造血在解剖位置上是一一对应的,在分子调控机制上是高度保守的。斑马鱼的定向造血起源于背主动脉-中肾-性腺区(AGM),逐步迁移到尾部造血组织(CHT),最终迁移到斑马鱼的成体造血器官肾脏。为了研究斑马鱼定向造血干细胞起源,自我更新,迁移过程中的分子机制,我们应用ENU化学诱变技术获得斑马鱼隐性突变家系,以全胚胎原位杂交技术为筛选手段进行了一次大规模的前向遗传学筛选,对受精后36小时和5天的斑马鱼胚胎分别以runx1和c-myb为探针,筛选影响定向造血干细胞发育、自我更新以及迁移的突变株。最终经过筛选以及互补分析,我们在以runx1为探针的筛选中在200个家系中筛到了5个突变;在以c-myb为探针的筛选中在667个家系中得到了86个突变。在这些突变中有个别突变株有粒细胞发育异常的特征,部分突变株已经做了定位克隆并且找到了突变基因。 其中粒细胞是免疫系统的一部分,负责机体对组织损害细菌感染的抵抗。成熟的粒细胞对免疫系统的作用最明显。粒细胞的成熟是粒细胞中的颗粒成熟发育的一个过程,包括6个不同的阶段,分别是原粒细胞,早幼粒细胞,中幼粒细胞,晚幼粒细胞,带状细胞,分叶细胞。如果这个过程被阻滞,将会导致一种疾病叫做先天性的粒细胞减少症。先天性粒细胞减少症是一种隐形遗传疾病,主要的特征是循环中的中性粒细胞减少,粒细胞的成熟被阻滞在早幼粒细胞阶段。 在我们的前向遗传学筛选中,我们得到了一个突变株LDD239,它有可能是一个先天性粒细胞减少症的模型。首先发现这个突变在发育的早期在ICM区粒细胞的特异基因mpo的表达有明显减少,而mpo在前部侧板中胚层的表达并没有受到影响。同时突变胚胎也表现出异常的血管发育。而其它的各系血细胞的发育并没有受到影响。通过定位克隆的方法,我们找到了突变基因磷脂酶Cgamma-1,在突变胚胎中发现了一个点突变从T变成了A。通过mRNArescue和MOknockdown的技术我们确定确实是磷脂酶C的突变造成了表型。我们的实验同时证实磷脂酶Cgamma-1的突变株中的两个表型是相互独立的。所以plcg1特异地影响粒细胞生成的过程。实验结果显示plcg1并没有影响粒细胞的起源而是特异地影响了粒细胞的成熟阶段。 在哺乳动物中GCSF-GCSFR-JAK2信号通路参与到粒细胞发育过程中。首先我们的实验排除了gcsf/gcsfr与LDD239突变表型的相关性。在jak2aMO注射的胚胎中,同时注射plcg1mRNA,发现plcg1可以rescuempo的表达。但是在plcg1的突变胚胎中,过表达jak2a不能rescuempo的表型。所以plcg1是在jak2a的下游发挥作用调控粒细胞的成熟。