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    我国科学家在造血干细胞发育调控领域取得重要突破

    日期 2019-01-17   来源:生命科学部   作者:殷文璇 李响 冯雪莲  【 】   【打印】   【关闭

    图. 单细胞lncRNA图谱构建及H19作用机制模式图

      在国家自然科学基金项目(批准号:31425012,81600077,81530007,31725013,81890991,31771444和31871173)等资助下,2019年1月11日,国际权威杂志Cell Stem Cell(干细胞)在线发表了暨南大学基础医学院兰雨课题组、中国医学科学院基础医学研究所余佳课题组、军事医学科学院附属医院(现为解放军总医院第五医学中心)刘兵课题组的合作研究论文“Combined Single-Cell Profiling of lncRNAs and Functional Screening Reveals H19 is Pivotal for Embryonic Hematopoietic Stem Cell Development.”(单细胞长链非编码RNA图谱绘制结合功能筛选揭示H19对于造血干细胞发育至关重要)。文章链接:https://doi.org/ 10.1016/j.stem.2018.11.023。

      文章首次报道了造血干细胞发育全程的单细胞长链非编码RNA(lncRNA)动态表达图谱,并鉴定出调控造血干细胞体内产生的重要功能lncRNA分子,这是继2016年刘兵、汤富酬课题组合作采用单细胞孵育诱导移植,成功实现了单个造血干细胞前体(pre-hematopoietic stem cell,pre-HSC)的高效捕获,同时联合单细胞转录组测序技术,系统揭示了造血干细胞发育全程的分子特征(Nature,2016)之后,在造血干细胞发育调控领域的又一项重要的研究进展。

      该研究首次描绘出造血干细胞发育全程的单细胞lncRNA分子动态表达图谱。系统揭示了lncRNA的时空表达特征、与蛋白编码基因(mRNA)的表达相关性、进化保守特征,同时发现lncRNA相较于mRNA能更好的甄别不同时空造血干细胞相关群体的异质性,并通过与重要mRNA的共定位、共表达分析进行了lncRNA功能预测。进而,通过深入分析及体外功能实验筛选出6个可能在胚胎造血发育中发挥作用的lncRNA。利用条件基因敲除策略,进一步阐明了lncRNA-H19对于AGM区HSC发生的重要作用。机制上,lncRNA-H19的缺失使得重要造血转录因子(包括Runx1及Spi1等)的启动子区域高甲基化以致表达下调,最终导致血管内皮细胞向造血干细胞前体转化严重阻滞。该研究将为全面理解lncRNA调控重要生物学过程的机制提供重要启示;造血干细胞发育全程的单细胞lncRNA图谱也将为发育和再生研究提供基础性的数据和参考。

      兰雨、余佳、刘兵为文章的共同通讯作者。刘兵课题组的周杰副研究员、张琳琳博士研究生,余佳课题组的徐嘉悦博士后、刘思琪博士研究生和马艳妮副研究员为共同第一作者。




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