Hath6调控造血分化及其作用机制研究

Blood flow and bHLH transcription factor play important roles in the regulation of hematopoiesis, a complex process involved multiple factors. Therefore the bHLH transcription factor, responding to lamina shear stress (LSS), would be one of the key regulators in embryonic hematopoiesis. Our preliminary results demonstrated that:.(1). Hath6 is a LSS-responsive bHLH transcription factor in hESCs..(2). Hath6 overexpression increased the percentage of endothelial cells and hemangioblasts/ hemogenic endothelium in hESCs-endothelial differentiation, through the signalpathway of eNOS, which plays a key role in hematopoiesis..(3). The overexpression of Hath6 resulted in an increased CD34+ population and its knockdown decreased the ration markedly..Based on the above factors, we speculate that "Hath6 participates in the process of hematopoiesis". To confirm this hypothesis, we will first optimize the hESCs-hematopoietic induction system. Secondly, to make sure the role of Hath6 in hematopoiesis, gain-of-function and loss-of-function studies will be performed in the hESCs-HSCs induction model. Finally, we will study the mechanism of Hath6 in the process. This study will provide the first confirmation of the role of Hath6 on human embryonic hematopoietic differentiation. Moreover, we might provide theoretical basis for the potential signaling pathway through which SS stimulates hematopoiesis.

在造血调控中，血流和bHLH转录因子都发挥了重要作用。因此，响应剪切力（LSS）的bHLH转录因子可能是造血发生中关键的调控分子。我们预实验的结果表明：1.Hath6是人胚胎干细胞（hESCs）中响应LSS的bHLH转录因子。2.Hath6通过eNOS信号通路发挥对hESCs向内皮分化的调控作用，同时调控造血/内皮共祖细胞-成血血管细胞/生血内皮细胞的分化，而该信号通路对造血及内皮的诱导分化都很重要。3.Hath6正调控造血过程中CD34+细胞的比例。综上，我们推测Hath6参与调控造血发生。为证实该假说，我们将建立hESCs向造血诱导分化的体系，应用过表达及干涉表达Hath6的hESCs开展定向造血的研究，从而确定Hath6在造血发生中的作用，并开展作用机制的研究。本研究将首次明确Hath6对造血分化的调控作用，这将进一步丰富和完善造血发育调控的研究并为生物力学调控造血发育提供理论基础。

具备无限增殖潜能的胚胎干细胞可以在体外条件下模拟早期胚胎造血发育的过程，使得我们可以对造血发生中的一些关键信号分子及其通路进行深入研究，为临床输血和干细胞移植提供理论基础和种子细胞。已有研究结果提示在造血发生中，血流产生的剪切力（LSS）和碱性-螺旋-环-螺旋（bHLH）转录因子家族成员都发挥了重要的调控作用。因此，我们推测响应LSS的bHLH转录因子可能是造血发生中的关键调控分子。我们前期的研究发现，响应LSS的bHLH转录因子Hath6可以通过eNOS信号通路调控胚胎干细胞向内皮细胞的分化，并初步提示其也可以调控以胚胎干细胞为起始细胞向造血/内皮共祖细胞-成血血管细胞/生血内皮细胞的分化。因此本研究中，我们试图阐明Hath6在胚胎干细胞起始的造血发生中的作用，并对其作用机制进行深入研究。本项目在建立并优化了胚胎干细胞起始的造血诱导分化体系的基础上，明确了内源性Hath6在造血分化中的变化趋势，即其在胚胎干细胞向生血内皮细胞的诱导分化过程中呈现上调表达；在进一步诱导分化为造血干细胞的过程中则呈现明显的下调表达，这与Hath6参与调控内皮细胞分化时所呈现的持续性上调表达有所不同。作用机制的研究结果提示，Hath6通过调控LEPR及其相关信号通路进一步发挥对重要的造血转录因子RUNX1的调控从而实现对造血分化的调控。通过在胚胎干细胞起始的造血诱导分化体系中添加LEPR的配体，即细胞因子Leptin，可以明显促进向造血细胞的分化。综上所述，Hath6参与胚胎干细胞起始的造血分化调控，相关工作的开展将为最终长远目标高效诱导获得造血干细胞用以相关的细胞治疗提供一定的理论指导意义。