CD43与小鼠胚胎造血发育相关性研究

The main characteristic of mouse embryonic hematopoiesis is multiple types of hematopoietic precursors undergo emergence, maturation and migration through circulation in special hematopoietic sites of the developing embryo. However, there is no specific surface marker to identify the entire process. Our recent studies have shown myeloid progenitor cells and lymphoid progenitor cells in mouse E10.5 embryos are enriched in the CD43+ subsets. To systematic reveal the correlation of CD43 with hematopoiesis during mouse embryogenesis, we will investigate: 1) the expression of CD43 in various types of hematopoietic precursors; 2) the relationship of CD43 with the developmental kinetics of hematopoietic stem cells;3) the spatio-temporal expression of CD43 with other surface markers of hematopoietic cells and endothelial cells in various hematopoietic sites. It is first time to clearly describe the expression of CD43 in the hematopoietic development and expected to discover new molecule to specifically mark hematopoietic activities.

小鼠胚胎造血发育的主要特征为：在不同的发育时期，多种造血前体在多个解剖位点出现、成熟并随血液循环迁移。目前尚无特异性的表面标志识别整个造血过程。我们新近的研究表明：E10.5小鼠胚胎的髓系祖细胞和淋系祖细胞均富集在CD43+亚群。为系统性揭示CD43分子与胚胎造血发育的密切关系，本研究拟阐明:1)CD43在各类造血前体中的表达规律；2）CD43在各造血位点表达的时空变化与HSC发育的关系；3）CD43与其它造血细胞表面标记、内皮细胞特异性标记在造血发育过程中出现的时空关系。本研究立题新颖、基础扎实,将首次明晰CD43分子在小鼠胚胎造血发育过程中的表达规律，有望发掘出能特异性标示活跃的胚胎造血活动的新分子。

造血发育是一个复杂的过程，不仅包括原始造血和定向造血，而且和内皮发育密切相关。多个解剖位点（卵黄囊、主动脉-性腺-中肾区、胎盘、头、胎肝和骨髓）和多种祖细胞涉及其中（原始红系祖细胞、定向造血祖细胞、造血干细胞和内皮细胞）。研究造血细胞的表面标志有助于我们理解造血发育、造血调控和研究造血干细胞应用。但是，到目前为止，特定的造血细胞标志只能用于发育的特定时期或者特定部位，尚无一个忠实的非内皮的标志。.在本研究中，我们通过一系列体外和体内的实验阐述了CD43的特性。通过造血集落培养，我们证实原始红系祖细胞主要集中在CD43-细胞群中，而定向造血祖细胞主要集中在CD43+细胞群中。通过体内移植实验，我们证实E10.5 AGM区的CD43+细胞可以重建成体造血，代表了第一波造血干细胞。在AGM区(40-47sp)、卵黄囊(40-47sp)、头部(42-48sp)和胎盘(40-47sp), 造血干细胞集中在CD34+c-Kit+CD43+细胞群中。在E13.5和E16.5的胎肝，扩增的造血干细胞集中在Ter119-CD45+CD43high细胞群中。体外成血管实验证实CD43+细胞缺乏内皮细胞形成潜能，只有CD43-细胞才能形成内皮管状结构。重新定义内皮细胞标记组合为：CD31+CD41-CD45-Ter119-CD43-。一旦与OP9-DL1基质细胞共培养后，CD31+CD41-CD45-Ter119-CD43-细胞可以获得造血潜能，产生造血干细胞。同样，CD31+CD41-CD45-Ter119-CD43+细胞经过共培养后，也能产生造血干细胞。这说明在HSCs出现之前，尤其是在E10天，部分CD31+CD41-CD45-Ter119-CD43-的内皮细胞获得CD43的表达，具有了造血活性，代表了HSCs的发生。最后，通过RNA测序技术，我们发现部分造血相关的转录因子在CD34+c-Kit+CD43+细胞高表达。.上述结果表明，CD43在HSCs的出现、成熟、扩增各阶段都持续表达，可以作为定向造血的特异标志。在内皮细胞向造血转化的过程中，重新定义内皮细胞的标志组合为：CD31+CD41-CD45-Ter119-CD43-。这不仅丰富了内皮细胞的免疫表型，更有助于进一步研究造血干细胞和内皮向造血的转化。