Notch信号对造血龛与造血干细胞相互作用中的调控研究

造血干细胞（HSC）是造血细胞的起源。HSC所处的微环境HSC龛可调控HSC的功能。成骨细胞组成的成骨龛可维持HSC稳态；骨髓血管内皮细胞组成血管龛，在干细胞动员和归巢过程中发挥重要作用，但两种龛的细胞和分子调控机制很不明确。Notch信号通路在进化中高度保守，高效调控造血干细胞生物学行为。本课题组已证实，成年小鼠条件性剔除RBP-J基因后，既可导致多器官异常血管新生，也可影响内皮细胞对血管内细胞的作用，强烈提示骨髓中内皮细胞很有可能受到Notch信号的作用，进而影响到血管龛对HSC的调控。本项目拟在前期研究基础上，采用RBP-J条件性敲除小鼠模型，研究Notch信号阻断对骨髓内皮细胞形态和功能的影响，探索骨髓内皮细胞调控HSC生物学行为和功能的细胞分子机制，初步阐明Notch信号在血管龛调控HSC过程中所发挥的作用，为深入理解HSC的生物学行为、功能及其调控提供新的实验室证据。

造血干细胞龛是指造血干细胞生存的微环境，HSC通过与龛内其它细胞、分泌的细胞因子以及细胞表面分子之间的相互作用，对不同阶段、不同系造血细胞的维持、 自我更新、分化进行调节。组成HSC血管龛的骨髓内皮细胞，对胚胎发育和成年个体的造血干/祖细胞发挥多种调控作用。目前造血干细胞龛对造血干细胞的调控机制并不明确。Notch信号在进化中高度保守，可通过参与细胞的凋亡、增殖和分化，来调节机体发育过程。Notch信号可以精确调控胚胎血管发育，可以多层次调控血管内皮细胞的特化、增殖、粘附及迁移等，但它在骨髓内皮细胞中的作用至今不够明确。本课题组已在国际上首先证实，成年小鼠条件性剔除RBP-J基因后，不仅引起多脏器血管异常新生，也影响内皮细胞对组织细胞的作用，强烈提示骨髓内皮细胞也很有可能受到Notch信号的作用，影响血管龛对HSC的调控。因此，本项目在此背景下立项。.本项目的研究内容主要包括，Notch信号通路对成体骨髓内皮细胞的调控作用，Notch信号通过骨髓血管内皮细胞对造血干细胞的调控作用，及相关作用机制的初步探索。.主要研究结果如下：（1）通过体外贴壁扩增培养，从小鼠骨髓细胞中成功培养出两类血管内皮细胞EEPC和EOC。 .（2）Notch信号对EEPC和EOC的调控作用不同：通过三维管腔形成实验证实EEPC不能形成管腔样结构，而EOC能够形成管腔样结构，且Notch信号通路能够促进EOC的管腔形成；阻断Notch-RBP-J信号通路后，EOC的增殖和迁移呈上升趋势，EEPC的增殖和迁移均呈下降趋势。.（3）表达纯化了血管内皮靶向的Notch配体DLL1蛋白（D1R蛋白），并证实D1R蛋白可以结合于人脐静脉内皮细胞（HUVEC）细胞表面。.（4）建立了以HUVEC为滋养细胞，含有5种细胞因子的小鼠造血干细胞KSL的培养体系，模拟造血干细胞生长的微环境。通过加入D1R蛋白而活化Notch信号，研究发现DIR蛋白可显著促进与HUVEC共培养的KSL细胞扩增、提高集落形成能力，并维持较高KSL细胞比例。.（5）通过对HUVEC共培养的KSL细胞基因芯片分析，发现与对照相比，DIR蛋白可上调与HUVEC共培养的KSL细胞的1160个基因表达，下调1164个基因表达。