slc20a1b调控斑马鱼造血干祖细胞的功能研究及机制初探

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造血过程是一个复杂而且贯穿生命始终的过程,与生物体的衰老、疾病和肿瘤发生等都息息相关。由于成熟血细胞的寿命很短,因此我们终生需要造血干祖细胞来补充多谱系祖细胞和各个造血谱系的成熟细胞。造血干细胞的自我更新能力,为临床上治疗血液相关疾病提供了极大的方便,给患者带来了福音。同时,造血干祖细胞能够分化成淋巴细胞祖细胞,粒系祖细胞,髓系祖细胞,巨核红系祖细胞。这些祖细胞最后分化成成熟的血细胞,形成整个生命体造血系统,能够维持氧气运输和免疫相关功能。造血干祖细胞的产生、维持、扩增、分化、成熟等过程是受多种基因和转录因子所调控的。如果造血干细胞受到影响而使得其数目或者功能发生异常,则往往会引起许多相关疾病。因此,通过深入了解造血干细胞的发育过程,理清造血干祖细胞的分化成熟和稳态维持的调控网络机制,对治疗相关的血液疾病至关重要。斑马鱼是作为研究器官发育、人类遗传性相关疾病、造血发育和血液性相关疾病的理想模式生物,因为其基因组与脊椎动物具有高度的相似性和保守性。因此,本文通过运用斑马鱼在遗传学,胚胎期发育和活体成像等方面的优势,来探究造血干祖细胞的发育调控新机制,并期望借此揭示相关疾病的致病机理,为临床上治疗相关疾病做出贡献。在实验室的前期工作中,已通过正向遗传学筛选获得了一个突变体smu07,本文我们首先利用定位克隆技术将突变基因锁定为slc20a1b基因。此外,通过CRISPR/Cas9的方法,我们获得了一个slc20a1b突变体,并发现其能够完美地模拟smu07的表型。通过对smu07突变体造血表型的完整分析,我们发现该突变体中存在造血干祖细胞的发育缺陷。通过对突变体中的磷酸盐浓度进行检测,我们发现造血干祖细胞的缺陷并非来源于潜在的slc20a1b磷酸盐共转运体转运功能的改变。进一步地,通过对造血缺陷表型的探究,我们发现造血干祖细胞以细胞自主的方式造成了smu07的突变表型。而且,该突变体的造血干祖细胞同时存在着细胞死亡增多和细胞增殖减少的现象。通过以上研究,本文揭示了slc20a1b在造血干祖细胞的早期发育过程中发挥重要的作用。本研究还丰富了我们对造血干祖细胞发育调控网络的理解,为相关血液疾病的治疗和药物筛选提供了思路。
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