Hath6基因在内皮分化中的功能研究

血管发生和发育是许多生理和病理现象的基础，研究血管内皮细胞的发育分化调控有助于血管缺陷型疾病的细胞替代治疗的实现。Hath6基因是一个新发现的人源bHLH转录因子家族成员，现有的研究表明，它在内皮组织中特异表达，响应流体剪切力上调，而流体剪切力是调控血管内皮细胞分化的重要的机械力。我们推测Hath6在胚胎干细胞向内皮细胞分化的过程中发挥正调控作用，并首先在小鼠胚胎干细胞中初步验证了Hath6促内皮分化的功能。为系统的研究Hath6的分化调控作用，本课题将以人胚胎干细胞为分化模型，通过基因修饰过表达或干涉Hath6的表达，同时构建特异响应Hath6活化状态的报告基因系统，利用分子影像技术分析Hath6的表达、活化与内皮细胞分化的时相相关性，最终回答Hath6是否是血管内皮细胞分化的重要调控基因，为胚胎发育的理论研究以及临床细胞替代治疗提供依据。

血管发生和发育是许多生理和病理现象的基础，研究血管内皮细胞的发育分化调控有助于血管缺陷型疾病的细胞替代治疗的实现。Hath6基因是一个新发现的人源bHLH转录因子家族成员，现有的研究表明，它在内皮组织中特异表达，响应流体剪切力上调，而流体剪切力是调控血管内皮细胞分化的重要的机械力。我们推测Hath6在人胚胎干细胞（hESC）向内皮细胞分化的过程中发挥正调控作用，本项目中，我们以Hath6基因修饰的人胚胎干细胞和内皮细胞系为模型，从以下方面进行研究：.首先确定，在流体剪切力（LSS）的处理下，人脐静脉内皮细胞HUVEC中明显出现Hath6的上调表达，并且LSS的处理还可以促进其它内皮相关标志基因的表达。LSS处理hESCs后也可显著上调Hath6的表达，说明Hath6也可以作为hESC中LSS的响应分子。.畸胎瘤实验及干性基因的表达检测显示，Hath6的过表达及下调表达并不会影响hESC的多能性。在hESC向EPC/EC诱导分化的过程中，Hath6的过表达可以明显的促进内皮相关标志基因和表面标志的表达，对于血管样结构的形成也有明显的促进作用。另一方面，在hESC向EPCs/ECs诱导分化的过程中，Hath6是不可或缺的。其下调表达会明显抑制内皮相关标志基因及表面标志的表达，抑制血管样结构的形成。在成熟的ECs中，Hath6的过表达可以明显的促进内皮相关标志基因的表达、促进血管样结构的形成、抑制细胞的增殖并对ECs的迁移有一定的促进作用；其下调表达则起相反的效果。.机制探讨发现，作为转录因子的Hath6可以结合eNOS启动子上游序列中的E-box序列，发挥其对eNOS表达调控的作用。分别利用LSS、eNOS小分子抑制剂处理，在Hath6基因修饰的细胞中进一步验证了LSS-Hath6-eNOS的级联响应关系。.综合以上结果，我们验证确定了Hath6是人内皮细胞发育分化过程的一个关键调控基因，它可以响应细胞因子和流体剪切力促进内皮细胞的分化，eNOS是其作用的关键靶分子，针对这些分子的调控可能实现高效诱导内皮分化应用于临床治疗的目的。.此外，为达成研究目的，我们还优化建立了人胚胎干细胞诱导内皮分化的体系，该体系无外源细胞和血清污染，稳定且高效，为进一步的临床应用奠定了基础。.本项目发表论文2篇，申请专利1项，培养优秀博士毕业生1名，顺利完成任务计划。