1月10日，暨南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院引進(jìn)第三層次人才蘭雨研究員、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院余佳研究員、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬醫(yī)院（現(xiàn)為解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心）劉兵研究員（珠江學(xué)者講座教授、暨南大學(xué)講座教授）的合作研究成果在造血干細(xì)胞發(fā)育調(diào)控領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，在Cell Stem Cell（生物1區(qū)，IF=23.29）在線(xiàn)發(fā)表了題為“Combined Single-Cell Profiling of lncRNAs and Functional Screening Reveals H19 is Pivotal for Embryonic Hematopoietic Stem Cell Development”的研究成果。蘭雨（lead contact）、余佳、劉兵研究員為論文的共同通訊作者。
小鼠胚胎發(fā)育早期，第一個(gè)造血干細(xì)胞（Hematopoietic stem cell，HSC）出現(xiàn)于胚胎發(fā)育中期的主動(dòng)脈-性腺-中腎（AGM）區(qū)。其起源于一群特化的血管內(nèi)皮細(xì)胞，通過(guò)內(nèi)皮-造血轉(zhuǎn)化，歷經(jīng)pre-HSC階段，最終成熟。既往關(guān)于HSC發(fā)育調(diào)控機(jī)制的研究多集中在信號(hào)通路以及轉(zhuǎn)錄因子，然而非編碼RNA在HSC發(fā)育中的動(dòng)態(tài)表達(dá)全貌和生理功能仍一無(wú)所知。
本研究在國(guó)際上首次描繪出HSC發(fā)育全程的單細(xì)胞長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）動(dòng)態(tài)表達(dá)圖譜，并鑒定出HSC發(fā)育過(guò)程中全新未注釋的lncRNA分子。深入研究發(fā)現(xiàn)lncRNA與其鄰近第一個(gè)蛋白編碼基因具有更強(qiáng)的調(diào)控相關(guān)性，并發(fā)現(xiàn)lncRNA相較于蛋白編碼基因?qū)τ诓煌瑫r(shí)空HSC相關(guān)群體的異質(zhì)性具有更好的甄別度。研究還通過(guò)與重要蛋白編碼基因的基因座共定位或共表達(dá)分析對(duì)HSC發(fā)育全程動(dòng)態(tài)變化的lncRNA進(jìn)行了功能預(yù)測(cè)。
接下來(lái)研究者分析篩選獲得一組潛在的功能性lncRNA，并通過(guò)體外功能實(shí)驗(yàn)揭示了6個(gè)可能在胚胎造血發(fā)育中發(fā)揮作用的lncRNA。利用條件基因敲除研究策略，著重闡明了lncRNA-H19對(duì)于AGM區(qū)HSC發(fā)生的重要功能。LncRNA-H19的缺失使得重要造血轉(zhuǎn)錄因子（包括Runx1及Spi1等）的啟動(dòng)子區(qū)域高甲基化并下調(diào)其表達(dá)，以致血管內(nèi)皮細(xì)胞向pre-HSC的轉(zhuǎn)化阻滯。機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)胞漿定位的lncRNA-H19部分通過(guò)抑制甲基化調(diào)控分子SAHH的活性來(lái)調(diào)控目的基因的甲基化水平，并且該調(diào)控功能與H19作為microRNA前體（pri-miR）可能加工產(chǎn)生的產(chǎn)物mir-675無(wú)關(guān)。
該項(xiàng)研究首次揭示了在HSC發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮重要功能的lncRNA，并系統(tǒng)闡述了lncRNA-H19在胚胎HSC發(fā)生與成體HSC穩(wěn)態(tài)維持中完全不同的功能以及調(diào)控方式。這些認(rèn)識(shí)將為全面理解lncRNA調(diào)控重要生物學(xué)過(guò)程的機(jī)制提供重要啟示，HSC發(fā)育全程的單細(xì)胞lncRNA圖譜也將為HSC發(fā)育和再生機(jī)制研究提供重要的數(shù)據(jù)庫(kù)和參考。
該研究得到了科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、廣東省珠江人才計(jì)劃等項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。
原文鏈接：http://doi.org/10.1016/j.stem.2018.11.023
論文鏈接：https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(18)30559-9
Cell：細(xì)胞治療領(lǐng)域觀察者
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