GATA2在生血内皮生成过程中的作用及机制研究

During the hematopoiesis, hemogenic endothelial cells (HECs) give rise to hematopoietic stem cells (HSCs) through endothelial to hematopoietic transition. Therefore, it is crucial to uncover the regulation on the HEC development. However, the molecular mechanism on the HEC commitment remains elusive. Previously, we have identified the HEC specific markers during the hematopoietic differentiation of human pluripotent stem cells (hPSCs) and blood development in mouse embryos; we further confirmed that GATA2 deletion could impaired the HEC generation in both hPSC and mouse embryo modeled hematopoietic systems. However, the mechanism of GATA2 in the regulation of HEC commitment requires further documentation. Based on the data above, we firstly plan to analyze the potential targets of GATA2 in HEC generation through RNA-Seq based transcriptome comparison; then, we will verify the potential targets of GATA2 through gene overexpression/knockout and signaling pathway activation/inhibition. Our study could give insights into the regulation of GATA2 in hematopoiesis and also the molecular mechanism on the HEC commitment.

在血液发生过程中，生血内皮（HECs）通过内皮向造血转变生成造血干细胞（HSCs）；然而，目前对HECs的分子决定机制还缺乏了解，因此解析HECs的生成调控机制具有重要意义。我们前期在人多能干细胞造血分化及小鼠胚胎发育过程中，鉴定了HECs的特异标记分子；并进一步发现，在GATA2缺失后人多能干细胞造血分化生成HECs受阻；并且Gata2突变的小鼠胚胎生成HECs的能力显著下降。然而，GATA2调控HECs生成的分子机制还尚未明晰。因此，本项目拟在前期工作的基础上，首先通过转录组比较分析，探讨GATA2调控HECs生成的候选作用靶标；然后进一步通过基因过表达及敲除技术，以及信号通路激活或抑制等手段，对候选靶标进行验证；从而阐明GATA2调控HECs生成的分子机制。本项目的开展有助于深入认识GATA2调控血液发生的作用机理，并且有助于深入理解HECs的分子决定机制。

本项目的研究目的是探讨GATA2在生血内皮生成过程中的作用及机制研究。通过本研究的开展，我们发现GATA2缺失会导致生血内皮的生成障碍，且GATA2缺失后，会影响下游关键造血发育调控基因，如GFI1的表达；进一步地GFI1的缺失也会致使生血内皮的生成障碍。在完成上述研究目标的基础上，通过本项目的实施，还发现了Vitamin C（Vc）可以促进人多能干细胞造血分化；并通过该因子的添加，构建了一套高效稳定的人多嫩干细胞诱导造血分化体系。同时，我们还探索新的人多能干细胞异种嵌合获得功能性细胞的方法，并探讨了人多能干细胞异种嵌合可能存在的障碍。此外，还构建了GADD45A敲除的人多能干细胞系，为研究GADD45A在人多能干细胞命运决定过程中的作用奠定了基础。