决定造血干细胞命运的基因是调控其自我更新、分化及稳态维持的关键因素。以下综合多篇研究总结出相关基因及其作用机制:
1. Znhit1 Znhit1是一种染色质重塑因子,通过介导组蛋白变异体H2A.Z在关键基因增强子区域的插入,调控造血干细胞的静息态维持。研究发现,Znhit1缺失会导致小鼠骨髓增生异常,并激活PI3K-Akt信号通路,破坏干细胞静息状态。此外,Znhit1在急性髓系白血病(AML)患者中显著下调,其表达水平与患者生存率正相关1。
2. Runx1、Hoxa9、Hoxa10 这三个基因的组合表达被证明能通过基因编辑技术诱导小鼠胚胎干细胞分化为功能性造血干细胞。中国科学院团队通过操纵这三个基因,成功在受体小鼠体内实现长期多谱系造血(如髓系、B细胞和T细胞),且未观察到致瘤性。这一发现为人造骨髓种子细胞的临床应用提供了理论基础6。
3. HOXB家族基因(如HOXB4) HOXB4在造血干细胞自我更新和高效增殖中起关键作用。其表达水平直接影响干细胞的扩增能力,尤其在胚胎干细胞向血液前体细胞转化过程中发挥核心调控功能2。此外,Hox基因簇(如Hoxa9和Hoxa10)通过规划细胞在发育轴上的位置,确保造血干细胞分化的时空特异性48。
4. SLC31A1(Ctr1) 铜转运蛋白SLC31A1通过调控线粒体能量代谢(如细胞色素c氧化酶复合体的功能),维持造血干细胞的稳态。研究发现,SLC31A1敲除小鼠出现严重贫血和全血细胞减少,而铜激活剂Elesclomol(CuA1)可部分恢复其造血功能缺陷。这一发现揭示了铜代谢在干细胞命运决定中的新机制79。
5. 筛选出的七基因组合 Anna Bigas团队通过全基因组筛选,在小鼠胚胎干细胞中鉴定出七个关键基因(未公开具体名称),其协同激活可诱导干细胞分化为功能性造血干细胞。这些基因在物种间高度保守,未来可能用于人类再生医学中“现货型”造血干细胞的生产35。
总结 造血干细胞命运的决定涉及染色质重塑(如Znhit1)、发育轴规划(如Hox基因簇)、转录因子调控(如Runx1、HOXB4)及代谢通路(如SLC31A1介导的铜稳态)。这些基因的发现不仅深化了对干细胞生物学的理解,也为血液疾病治疗(如白血病、贫血)和再生医学技术(如人造骨髓、干细胞库)提供了新靶点和策略。
转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自许培扬科学网博客。
链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-280034-1486513.html?mobile=1
收藏