斑马鱼thbs1基因在造血发生过程中的功能研究

发布时间：2020-07-20 22:07

【摘要】：在脊椎动物血液系统中,造血干细胞发挥着非常重要的作用,它来源于动脉内皮细胞,具有分化成各类血系细胞的潜能。调控造血干细胞发育与分化的分子机制非常复杂,其早期发生和分化过程中的缺陷就可能导致严重血液疾病。先天性纯红细胞再生障碍性贫血(Diamond-Blackfan,DBA),是一种罕见的常染色体显性遗传病,患者多为婴儿期发病,表现为红细胞发育异常和骨髓红系祖细胞缺乏,我们在病人的血液中检测到血小板反应素-1(Thrombospondin-1,TSP-1)的显著变化,TSP-1是血小板α颗粒的组成部分,已被报道能够作用于血管内皮细胞抑制新生血管的形成和参与炎症反应。而造血干细胞起源于血管内皮细胞,通过内皮到造血干细胞转化的(endothelial-to-hematopoietic transition,EHT)过程。已有报道炎症因子如NF-κB能够调控造血干细胞的发生过程,所以我们推测TSP-1能够通过EHT过程影响造血干细胞的发生和分化,进而影响各类血细胞的形成。为了验证我们的假设,我们首先利用反义寡核苷酸(morpholino)敲低技术在模式生物斑马鱼中敲低thbs1的表达水平,检测了初级造血(gata1、scl)和定向造血(runx1、cmyb)的标记基因的表达水平。我们发现,敲低thbs1的胚胎中初级造血和定向造血的标记基因的表达量均显著下降,说明敲低thbs1对造血过程产生了影响。进一步,我们利用CRISPR/Cas9系统敲除thbs1,构建了thbs1~(-/-)的纯合突变体斑马鱼模型(thbs1~(-/-))。利用原位杂交,苏丹黑、邻联茴香胺、中性红染色等手段检测thbs1~(-/-)造血过程的变化,发现在突变体中造血干细胞的标记基因(runx1、cmyb)信号显著下降,并通过实时荧光定量实验进一步分析确认,thbs1~(-/-)中造血干细胞的发生过程EHT受到影响,证明thbs1参与了EHT过程,与造血干细胞的早期发生相关。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：Q953
【图文】：

1图 1-1 造血干细胞生成、特化、出芽中涉及到的转录因子，引自[4]Figure 1-1 Transcription factors involved in hematopoietic stem cell production，specializatioand budding, cited from[4]成熟的血细胞的生存周期并不长，例如成年人的红细胞在体内只能生存120天

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文所以在生物体的一生中，由造血干细胞不停的分化发育成各类血细胞以满足机体的需求，成年斑马鱼肾脏中储存的定向造血干细胞终保持着自我更新和分化成各类血细胞的能力[5]。在需要时，造血干细胞可以由各类转录因子调控分化成各类成熟的血细胞，如红系，淋系，巨核系，中性粒细胞等等，如图 1-2 所示[6]。

图 1-3 TSP-1 的结构示意图，引自[9]Figure 1-3 Structure of TSP-1, cited from[9]P-1 与疾病达国家和发展中国家，每年有大量的人因为心血管疾病和血液疾预计到 2030 年，全世界 10 人中将会有 7 人死于慢性疾病，而心最常见的死亡原因[21]。遗传因素是造成心血管和血液疾病的重要表明，与心血管和血液疾病的相关的生物学变化很复杂，涉及许胞信号通路。TSP-1 在血管生成，炎症和组织重塑中起关键作用，和组织重塑是许多心血管及血液疾病发展过程中必不可少的生物一个基本和公认的特性是通过抑制血管内皮生长因子（VEGF）的胞介导的血管生成以及一氧化氮（NO）的信号[22]。通过这种方血管生成和血流[23]，并通过限制 NO 介导的血管舒张来调节血压

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本文编号：2764012