斑马鱼miR-142a-3p影响及调控造血干细胞发育机制的研究

Hematopoietic stem cells (HSCs) are a population of multipotent cells that can self-renew and differentiate into all blood lineages. MicroRNAs (miRNAs) are a group of non-coding RNAs which regulate gene expression at post-transcriptional level and have been demonstrated important for hematopoiesis in vertebrates. MiroRNA-142a-3p is a highly conserved hematopoiesis-related miRNA in vertebrates. However, the role of miroRNA-142a-3p in hematopoiesis is not known yet. This grant application aims to study the role of miroRNA -142a-3p in HSC and T cell development in zebrafish. Using loss- and gain-of-function, whole-mount in situ hybridization, real-time PCR, microarray and bioinformatics, the project will study the expression patterns of miroRNA -142a-3p during zebrafish embryogenesis; define the upstream regulators and downstream targets of miroRNA-142a-3p to delineate the molecular mechanism of miroRNA -142a-3p in HSC regulation.

造血干细胞（HSCs）是一群可以自我更新并不断分化为其他血细胞和免疫细胞的细胞群。研究发现一类通过转录后修饰调节基因表达水平的非编码RNA， microRNAs在造血过程有重要调控作用。其中，microRNA-142在哺乳动物的造血系统高表达，但详细机制并不十分清楚。本课题以斑马鱼为模型研究microRNA-142a-3p在造血干细胞和胸腺发育中的作用机制，以期为造血干细胞的研究提供理论基础。本项目首先研究microRNA-142a-3p在斑马鱼胚胎早期发育的时空表达图谱，综合运用遗传学、分子生物学和生物化学等手段，利用基因功能缺失和过表达实验，原位杂交技术、荧光定量PCR、结合基因芯片和生物信息学工具寻找microRNA-142a-3p的上下游调控因子。通过以上研究，最终期望建立microRNA-142a-3p在斑马鱼造血系统中的调控网络，完善造血干细胞调控的分子机制。

造血干细胞是一群能够分化为所有血细胞的多能干细胞，其发育过程不仅受微环境或细胞内源重要信号通路和转录因子的调节，也受多种非编码RNA的调控。研究发现，miR142在哺乳动物的造血系统中高表达，但其作用机制尚不明确。本课题以斑马鱼为模型，结合miR-142a-3p突变体表型分析和吗琳代寡聚核苷酸敲低实验，系统阐释了该microRNA在斑马鱼造血干细胞发育中的重要作用。随后，通过microarray、荧光定量PCR和原位杂交等实验确定了干扰素调控因子irf7和p53是miR-142a-3p的下游靶基因。利用吗琳代寡聚核苷酸同时敲降irf7 和p53，可以回救miR142突变体胚胎中造血干细胞发育缺陷的表型。本课题系统研究了miR-142a-3p的功能，完善了造血干细胞体内发育过程的调控机制，相关研究成果已分别发表在Cell Research和Cell Discovery。