转录因子RUNX1a调控胚胎干细胞造血定向分化机制研究

发布时间：2017-10-15 19:40

  本文关键词：转录因子RUNX1a调控胚胎干细胞造血定向分化机制研究

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【摘要】：造血干细胞移植(Hematopoietic Stem Cell Transplantation)可以用于治疗白血病等多种血液系统疾病,但造血干细胞(HSCs)不易获得且数量稀少。若能获得足量的功能性造血干细胞,将对血液病的临床治疗起到积极的推动作用。RUNXla是调控造血干细胞早期发育的重要转录因子。在人类胚胎干细胞系H9中异位表达RUNXla,能够显著加速其向造血干细胞分化的进程,但分子机理尚未明确。本课题利用异位表达RUNXla体外造血分化体系,选取造血定向分化不同时期的三个时间点：异位表达RUNXla两天后造血干细胞样本(0天),有造血前体细胞出现的样本(6天),50%左右造血干祖细胞出现的样本(11天)。采用二代测序技术ChIP-seq和RNA-seq,利用生物信息分析方法来研究异位表达RUNXla促进胚胎干细胞造血定向分化的转录调控机制。通过RUNXla下游靶基因及相关通路表达水平的改变,探索RUNXla参与胚胎干细胞向造血谱系分化的途径。分析结果显示,在胚胎干细胞状态下RUNXla主要参与基因转录过程调控和基础合成代谢。随着分化的进行,6天和11天时RUNXla会调控血管内皮细胞的形态改变和发育。提示RUNXla在血管内皮细胞向造血干细胞分化过程中起到作用。11天时RUNXla富集到造血相关功能。并且发现受RUNXla调控的靶基因中,造血系统重要转录因子HOXB4和FLI1随着分化进行,表达水平有升高趋势,提示RUNXla可能是参与早期造血分化调控的上游重要节点。此外异位表达RUNXla后,WNT基因表达趋势先升高后降低,BMP4基因表达持续升高。提示在胚胎干细胞向造血定向分化过程中,RUNXla有可能通过影响WNT和BMP4来部分调控WNT和BMP信号通路,从而加速造血分化的进程。本课题的研究为探索异位表达RUNXla促进胚胎干细胞造血定向分化的分子机理提供一定线索。
【关键词】：RUNX1a 异位表达 造血干细胞 转录调控
【学位授予单位】：中国科学院北京基因组研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R329.2
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 专业词汇中英文对照表8-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 干细胞研究综述11-12
• 1.1.1 干细胞概念与分类11
• 1.1.2 干细胞相关研究与应用11-12
• 1.2 胚胎干细胞向造血干细胞定向分化的研究进展12-19
• 1.2.1 体外诱导分化造血干细胞转录调控机制的研究12-13
• 1.2.2 RUNX1参与正常造血系统形成13-15
• 1.2.3 RUNX1a可变剪切体在早期造血干细胞形成中的作用15-19
• 第2章 研究目的与策略19-23
• 2.1 课题研究目的19-20
• 2.1.1 异位表达RUNX1a促进造血干细胞生成分子机制研究19
• 2.1.2 异位表达RUNX1a造血基础研究有助于将来应用于临床19-20
• 2.2 课题研究策略20-23
• 2.2.1 早期造血发生关键时间点样本选取20
• 2.2.2 应用高通量测序技术研究转录组变化趋势20
• 2.2.3 技术路线流程图20-23
• 第3章 分析方法23-27
• 3.1 ChIP-seq技术23
• 3.2 Bowtie序列比对工具23
• 3.3 MACS寻找DNA结合位点(peak)工具23
• 3.4 基因注释23-24
• 3.5 RNA-seq技术24
• 3.6 Tophat序列对比工具24
• 3.7 Cuffdiff差异基因分析工具24
• 3.8 GO基因注释及KEGG通路分析24
• 3.9 IPA挖掘通路信息24
• 3.10 转录因子调控网络构建24-25
• 3.11 Metacore数据库25-27
• 第4章 结果与讨论27-50
• 4.1 RUNX1a全基因组靶向定位分析27-33
• 4.1.1 RUNX1a ChIP-seq数据基础分析27-29
• 4.1.2 RUNX1a靶基因功能及通路富集29-33
• 4.2 异位表达RUNX1a不同时间点转录组数据分析33
• 4.3 RUNX1a RNA-seq数据基础分析33-37
• 4.3.1 RNA-seq分析得出RUNX1a调控基因36-37
• 4.4 异位表达RUNX1a转录调控机制的探索37-50
• 4.4.1 造血发育早期不同时间点特异性调控网络构建37-43
• 4.4.2 异位表达RUNX1a动态时序性功能变化43-45
• 4.4.3 早期造血干细胞发育相关转录因子变化趋势45-46
• 4.4.4 异位表达RUNX1a信号通路的变化46-50
• 第5章 结论50-53
• 参考文献53-59
• 附录59-61
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果61

【共引文献】

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本文编号：1038272