模式動物斑馬魚在基因組、蛋白質(zhì)組、胚胎發(fā)育以及疾病發(fā)生機(jī)制等方面均表現(xiàn)出與哺乳動物高度類似的特點，使其成為研究脊椎動物胚胎發(fā)育、組織器官發(fā)生和人類疾病的理想遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)模型。造血干細(xì)胞是存在于造血組織中的一群多能干細(xì)胞，能夠分化產(chǎn)生各種成熟血細(xì)胞（紅細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等）來維持生命體正常生理功能。造血干細(xì)胞移植是目前治療惡性血液病的重要方法，但是供體的嚴(yán)重匱乏極大地限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。如何從體外獲得大量可用于移植的、有功能的造血干細(xì)胞一直是基礎(chǔ)科學(xué)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)關(guān)注的焦點課題。解決此問題的瓶頸就在于人們對造血干細(xì)胞的了解不夠完善，尤其是對其產(chǎn)生、維持和分化的機(jī)制知之甚少。zui近，*動物研究所研究員劉峰領(lǐng)導(dǎo)的血液與心血管發(fā)育研究組應(yīng)用斑馬魚模式動物在造血干細(xì)胞發(fā)生及胚胎早期發(fā)育方面取得一系列重要進(jìn)展。
劉峰研究組應(yīng)用遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等多種研究手段，發(fā)現(xiàn)在造血干細(xì)胞產(chǎn)生過程中BMP與ERK信號通路之間存在新的調(diào)控關(guān)系。在斑馬魚胚胎中，抑制BMP信號通路或敲低其下游因子Smad1/5之后，ERK1/2的表達(dá)水平會升高，這暗示著BMP-Smad1/5能夠在轉(zhuǎn)錄水平抑制erk1/2的表達(dá)。通過染色體免疫共沉淀（ChIP）研究發(fā)現(xiàn)，Smad1/5招募共抑制因子HDAC1到erk1/2的啟動子區(qū)，使其乙?；较陆担瑥亩谵D(zhuǎn)錄水平上抑制erk1/2的表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚造血發(fā)育過程中，過量的ERK1/2能夠增強(qiáng)動脈內(nèi)皮的特性以及內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接，zui終導(dǎo)致生血內(nèi)皮的產(chǎn)生及內(nèi)皮-動脈的轉(zhuǎn)化過程受到抑制，進(jìn)而影響造血干細(xì)胞的產(chǎn)生。這一研究結(jié)果也在小鼠模型中得到驗證，證明BMP-Smad1/5對ERK1/2的抑制作用能夠?qū)RK維持在低水平，從而有利于造血干細(xì)胞的產(chǎn)生。這一發(fā)現(xiàn)為體外獲得造血干細(xì)胞提供了新的理論依據(jù)，也為干細(xì)胞治療提供了新的思路。
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