Nature:发现造血干细胞发育关键调控机制

日期:2017年09月07日

来源:科学网

中国科学院最近的一项工作首次揭示了N6-甲基腺嘌呤(m6A)甲基化修饰在造血干细胞发育中的关键作用,成为该研究领域的一项重大科研突破。相关成果北京时间9月7日凌晨在英国Nature杂志上发表。

中科院动物所研究员刘峰领导的血液与心血管发育研究组长期以斑马鱼为模式生物研究造血干细胞发育的分子调控机制。前期与中科院北京基因组研究所杨运桂实验室合作研究发现并鉴定了斑马鱼中的m6A甲基转移酶复合体成分。在此基础上,研究人员发现,缺失m6A甲基转移酶mettl3后,m6A在胚胎发育相关mRNA中的富集程度显著下降。同时,在斑马鱼的血液-血管系统中,可检测到mettl3的特异性表达。由此推测,m6A修饰与血液发育过程密切相关。

系统的表型检测显示,在mettl3缺失的胚胎中,造血干细胞不能正常产生,血管的内皮特性却明显增强,内皮-造血转化过程受到阻断。同时,一系列动脉内皮发育相关的基因的m6A修饰水平显著降低,而其mRNA水平却显著升高。上述结果证明,m6A修饰与内皮-造血转化过程中内皮和造血基因表达的平衡调控相关。

此外,m6A能够维持内皮-造血转化过程中内皮细胞和造血细胞基因表达的平衡,进而调控造血干细胞的命运决定。上述结果在小鼠中也得到了验证,证明m6A对造血干细胞命运决定的调控在脊椎动物中是保守的。

该工作首次揭示了m6A mRNA甲基化修饰在脊椎动物造血干细胞命运决定中的调控机制。科研人员认为,该成果不仅首次阐释RNA的表观修饰在血液发育中的关键作用,还将为体外诱导扩增造血干细胞提供了理论指导。

据了解,经过几十年的研究与探索,人们对造血干细胞的体内发育和体外诱导分化已有了基本了解,但对整个过程的动态调控机制的认识仍不完善,尤其对于表观遗传修饰在脊椎动物造血干细胞发育过程中的作用更是知之甚少。

Zhang C, Chen Y, Sun B, Wang L, Yang Y, Ma D, et al. m6A modulates haematopoietic stem and progenitor cell specification. Nature [Internet]. 2017 Sep 6; http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature23883.html
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