在血液系统中,Hoxb5在造血干细胞（hematopoietic stem cells,HSC）中表达量最高,在多能造血祖细胞（multipotent progenitor cells,MPP）中低表达或不表达,而在下游造血谱系特化的祖细胞和子代细胞中不表达。迄今,我们已经初步认识了 Hoxb5在血液系统中的一些功能,比如,Hoxb5可以标记具有长期造血功能的造血干细胞;在B细胞中过表达Hoxb5,可以使B细胞祖细胞转分化为T细胞。这说明Hoxb5在血液细胞命运决定中起着重要的作用。然而,Hoxb5在造血细胞层级中的表达模式及其对应的详细功能尚不清楚。本论文将深入研究Hoxb5将B细胞转分化为T细胞的抗肿瘤功能及Hoxb5对多能造血祖细胞造血功能的调控影响。第一章围绕Hoxb5将B细胞转分化为T细胞的发现,进一步研究了 Hoxb5驱动携带抗原特异性TCR的B细胞祖细胞（pro-pre-B）转分化为抗原特异性TCR-T细胞的功能。首先利用OT1（针对OVA抗原的MHC-I限制性的TCR）转基因小鼠的pro-pre-B（OT1 pro-pre-B）细胞作为起始细胞,将其感染Hoxb5逆转录病毒后移植到Rag1-/-小鼠中。移植四周后,在受体鼠（OT1-iT-Rag1-/-）中检测到了表达TCRVα2和TCRVβ5（OT1-TCR）的T细胞（OT1-iT）,并且这些T细胞带有BCR重链V（D）J重排印记,证明OT1-iT细胞确实来源于B细胞。进一步分离脾脏来源的OT1-iT细胞进行抗肿瘤实验以评估其功能,OT1-iT细胞和带有OVA的黑色素瘤细胞（B16F10-OVA）体外共培养时,OT1-iT细胞能够显著杀伤B16F10-OVA,且OT1-iT在激活状态时杀伤效果更加明显。更进一步,利用体内功能实验来验证再生OT1-iT细胞的抗肿瘤功能。体内功能实验采用两种模型:（i）对OT1-iT-Rag1-/-小鼠接种B16F10-OVA细胞,即首先在小鼠中再生OT1-iT细胞,然后再接种肿瘤细胞,发现OT1-iT细胞能够长时间地有效抑制肿瘤的发生;（ii）利用B16F10-OVA细胞构建肿瘤模型鼠,并通过OT1-iT细胞进行过继治疗,发现OT1-iT细胞能够显著抑制肿瘤的生长,并且展现出肿瘤杀伤能力。除了上述OT1转基因小鼠的B细胞转分化获得功能性的OT1-iT细胞外,作者还分离了野生型小鼠的pro-pre-B细胞进行转分化实验。结果表明,野生型小鼠pro-pre-B细胞感染同时携带肿瘤相关TCR和Hoxb5表达元件OT1-Hoxb5的逆转录病毒后,同样可以获得有功能的OT1-iT细胞。当然,这种同时串联表达的方式获得的OT1-iT细胞效率要低于转基因技术,并且部分iT细胞内源的TCRa会与OT1的TCRb发生嵌合错配。除此之外,这种途径获得的OT1-iT细胞也能够杀伤肿瘤。至此,我们验证了利用Hoxb5和抗原特异性TCR能够将B细胞转分化为带有特异TCR的抗肿瘤T细胞。本研究提供了一种谱系转分化途径获得抗肿瘤特异性T细胞的技术思路。第二章研究了 Hoxb5改变多能造血祖细胞（MPP）的造血功能及机制。通过分选Hoxb5LSL/+ Mx1cre小鼠骨髓细胞中尚未启动Hoxb5转基因表达的MPP细胞（GFP-）,移植到受体鼠中后利用pIpC启动Hoxb5表达,发现在MPP中过表达Hoxb5后能够产生 GFP+Mac1+CD48+的 LSK 细胞（Mac1+CD48+SK）。分选 Mac1+CD48+SK 细胞进行移植实验表明,该细胞群可以保持长期重构造血能力,而且在系列受体鼠中依然能检测到GFP+Mac1+CD48+SK细胞,以及下游谱系定向的髓系祖细胞（MP）和淋系祖细胞（CLP）,说明Mac1+CD48+SK细胞不仅具有自我更新的能力,还保持了多能性祖细胞的特点。进一步对Mac1+CD48+SK细胞的转录组测序分析发现,Mac1+CD48+SK细胞DNA复制活跃并处于旺盛的细胞分裂状态,和胎肝期造血干祖细胞状态类似。然而过表达HOXB5后的人的脐带血来源的MPP细胞移植到B-NDG小鼠后却没有获得长期造血的功能,这可能是移植模型的骨髓微环境没有人源化的缺陷导致不能产生Mac1+CD48+SK样的细胞。因此,我们的研究证明Hoxb5能够改变MPP的细胞命运,使其获得自我更新的能力从而实现移植后长期造血的功能。因此,该发现提供了一个将造血祖细胞变为可长期造血的新型干细胞的新方法。