DNA甲基转移酶3(Dnmt3)家族成员在斑马鱼造血干/祖细胞发育过程中的作用及分子机制研究
批准号:
32070806
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李雷
依托单位:
学科分类:
组织器官发育及体外构建
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李雷
中文摘要
造血干细胞是一群能够自我更新,且能生成所有成熟血液细胞的多潜能干细胞。基于其重建整个血液系统的能力,造血干细胞移植已成功用于治疗白血病等恶性血液系统疾病。目前临床上面临的瓶颈问题是无法获得体外大量培养的自体可移植的造血干细胞。造成这种困境的原因在于我们对生物体内造血干细胞发育分化过程及其分子调控机制并不完全了解。我们在前期的研究工作中发现,DNA甲基转移酶3(Dnmt3)家族所有成员都在斑马鱼造血系统中特异性高表达,但其在造血系统发育过程中的作用以及调控机制并不完全清楚。本项目拟以斑马鱼为模式生物,综合利用多学科交叉,系统性的研究Dnmt3家族所有成员在造血干/祖细胞发育分化过程中的作用以及表观遗传调控机制。本项目的开展有利于从表观遗传学的角度加深对生物体内造血干细胞发育过程的了解,有助于完善现有的造血干细胞体外诱导和扩增方案,从而更好的促进这个在基础科学以及再生医学中至关重要问题的解决。
英文摘要
Hematopoietic stem cells (HSCs), which have the capacity to self-renew and replenish all blood lineages during the lifespan of an organism, are used in treatment of variety blood diseases including leukemia and anemia. The potential precise medical applications of HSCs, such as de novo generation of immune-competent personalized HSCs for transplantation, make it critical to fully understand how HSCs are generated in vivo. Although gene regulatory networks (GRNs) and signaling pathways controlling the specification of HSCs in embryonic development have been constructed, these are not yet fully completed and understood. Our preliminary data shows epigenetic factor DNA methyltransferase 3 (Dnmt3) family members are highly enriched in zebrafish hemogenic endothelium, but it’s not clear about their roles and precise mechanism of actions. This project will investigate the epigenetic roles of Dnmt3s in regulating zebrafish hematopoietic development. The outcome of the project is critical not only for a better mechanistic understanding of HSC emergence in vivo, but also, ultimately, for therapeutic applications, such as the treatment of inherited blood disorders through production of immune-competent, patient-specific HSCs from induced pluripotent stem cells(iPSC).
在脊椎动物胚胎发育过程中,造血干/祖细胞(HSPCs)起源于背主动脉腹侧壁,通过内皮造血转化(EHT)过程形成。尽管在这一领域已有大量研究,EHT建立和HSPC生成的机制仍不是很清楚。在本课题的研究中,我们发现DNA甲基转移酶3家族成员Dnmt3ba以及Dnmt3aa特异性表达于斑马鱼造血区域并且显著富集于生血内皮细胞(HECs)中,敲低/敲除dnmt3ba或者dnmt3aa损害了EHT过程中HECs的生成,从而最终影响了HSPC的发育和分化。分子机制上,Dnmt3ba的缺失导致itgα3b和itgα7基因体区域的低甲基化,抑制了整联蛋白信号通路,降低了HEC的黏附和迁移能力。同时,整联蛋白介导的Akt信号通路的失活降低了Mdm2的磷酸化水平,进而导致P53的累计,从而引发HEC的凋亡。而Dnmt3aa则通过表观调控内皮谱系转录因子mecom的表达,间接调节了Notch信号通路的活性,进而参与了内皮造血转化过程以及造血干祖细胞的发育分化。本课题的研究揭示了由Dnmt3家族成员介导的新的调控内皮造血转化过程以及造血干祖细胞发育的表观遗传机制。这一新的发现不仅凸显了表观遗传调控在指导造血细胞发育分化路径中的重要作用,还为优化现有的体外诱导与扩增HSPC的方法提供了新的思路。
DNA甲基转移酶3(Dnmt3)家族成员在斑马鱼造血干/祖细胞发育过程中的作用及分子机制研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:58万元
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批准年份:2020
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负责人:李雷
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依托单位:
Stil基因表达及Shh信号传导对多巴胺类细胞的保护和再生作用机制研究
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批准号:81671242
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2016
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负责人:李雷
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依托单位:
国内基金
海外基金