【基金標(biāo)書】2010CB945600-組織干細(xì)胞的干性維持、分化控制和免疫調(diào)節(jié)研究
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項目名稱: 組織干細(xì)胞的干性維持、分化控制和免疫調(diào)節(jié)研究首席科學(xué)家: 時玉舫 中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院起止年限: 2010 年 1 月-2014 年 8 月依托部門: 中國科學(xué)院 上海市科委一、研究內(nèi)容1、組織干細(xì)胞靜息和活化狀態(tài)的轉(zhuǎn)換及多潛能性研究研究干細(xì)胞靜息和活化狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,評價其分化的多潛能性,以認(rèn)識組織干細(xì)胞的干性維持機(jī)制。擬應(yīng) 用已知的可能的組織干細(xì)胞的標(biāo)志,制備組織干細(xì)胞遺傳標(biāo)記小鼠模型或進(jìn)行離體標(biāo)記,以顯微切割系統(tǒng)進(jìn)行單細(xì)胞水平的分離,利用已建立的組織干細(xì)胞長期培養(yǎng)觀察系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)觀察,借助 SOLiD TM 技術(shù)平臺對組織干細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞表達(dá)譜分析,以識別和鑒定組織干細(xì)胞,識別靜息和活化的組織干細(xì)胞的特征, 發(fā)現(xiàn)不同狀態(tài)下組織干細(xì)胞的特異性分子標(biāo)志,掌握靜息和活化狀態(tài)轉(zhuǎn)換的分子機(jī)制;研究免疫因子對組織干細(xì)胞干性維持的影響及其機(jī)制;通過比較不同階段的多潛能干細(xì)胞和單潛能前體細(xì)胞的 mRNA 和蛋白質(zhì)表達(dá)譜以及表觀遺傳學(xué)譜,確定組織干細(xì)胞在遺傳及表觀遺傳方面的特性標(biāo)志,分析維持組織干細(xì)胞多潛能性的遺傳和表觀遺傳作用機(jī)制,揭示組織干細(xì)胞干性維持的規(guī)律。2、組織干細(xì)胞分化啟動和分化定向研究研究分化啟動關(guān)鍵因子、抑分化因子和促分化因子平衡、免疫因子與分化的相關(guān)性、分化過程的階段特性,以及異位再殖的分化特性。擬采用活體組織中干細(xì)胞遺傳標(biāo)記及其譜系示蹤模型小鼠,制 備組織干細(xì)胞分化模型,在不同的時間點(即不同的分化階段)直接從活體中采取標(biāo)記細(xì)胞和組織標(biāo) 本,采用原位和離體的方法對組織干細(xì)胞分化活動的過程及其調(diào)控進(jìn)行具有 時空特性的綜合研究,其中包括:組織干細(xì)胞分化進(jìn)程中結(jié)構(gòu)空間特性的認(rèn)識 、不同分化階段特征的鑒別、分化啟動和分化定向關(guān) 鍵調(diào)控因子的鑒定。在此基礎(chǔ)上,也 進(jìn)行不同胚層來源的組織的組織干細(xì)胞之間的比較研究,以 認(rèn)識分化事件 調(diào)控的基本規(guī)律。3、組織干細(xì)胞分化的遺傳及表觀遺傳調(diào)控機(jī)制研究研究與組織干細(xì)胞分化相關(guān)的關(guān)鍵因子的遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制,加深對組織干細(xì)胞分化調(diào)控基本規(guī)律的認(rèn)識。擬采用遺傳學(xué)和表 觀遺傳學(xué)研究體系,探討已知的表觀調(diào)控因子(包括組蛋白修飾分子、染色 質(zhì) 重塑分子和 microRNA)的生物學(xué)功能和作用機(jī)制;發(fā)現(xiàn)和鑒定新的表觀遺傳調(diào) 控因子及其作用機(jī)制;研究免疫因子對組織干細(xì)胞分化的遺傳及表觀遺傳調(diào)節(jié)的影響及其機(jī)制;運(yùn)用生物信息學(xué)方法,整合不同層次的數(shù)據(jù)( mRNA、轉(zhuǎn)錄因子、microRNA 和表觀遺傳調(diào)控相關(guān)分子),探索組織干細(xì)胞分化調(diào)控規(guī)律, 為干預(yù)組織干細(xì)胞的分化提供依據(jù)。4、組織干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)研究研究組織干細(xì)胞的免疫生物學(xué)特性及機(jī)體免疫因素對組織干細(xì)胞的調(diào)控。擬利用功能基因組和蛋白質(zhì)基因組高通量平臺分析不同狀 態(tài)和階段的組織干細(xì)胞免疫相關(guān)分子表達(dá)差異,明確組織干細(xì)胞免疫相關(guān)分子及其功能的 識別和鑒定標(biāo)志,研究免疫因子對組織 干細(xì)胞干性維持、分化和免疫功能的影響, 發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的免疫調(diào)控因子及其作用機(jī)制。 進(jìn)而在組織損傷和疾病 動物模型中,研究機(jī)體微環(huán)境免疫因素對植入和內(nèi)在的組織干細(xì)胞的激活、 動員 、向損傷靶組織定向遷移、分化、生長 和凋亡的作用及其機(jī)制, 發(fā)現(xiàn)干預(yù)調(diào) 控靶點。研究組織干細(xì)胞移植對組織損傷和疾病動物的免疫影響和損傷修復(fù)作用,同時也研究間充質(zhì)干細(xì)胞等移植可能產(chǎn)生的副作用,并研究 組織干細(xì)胞移植的免疫排斥及可能的干 預(yù)手段,探討組織干細(xì)胞移植修復(fù)治 療及再生醫(yī)學(xué)的新策略。二、預(yù)期目標(biāo)總體目標(biāo)以發(fā)現(xiàn)組織干細(xì)胞生物學(xué)的基本規(guī)律,發(fā)展精準(zhǔn)調(diào)控組織干細(xì)胞的新策略,并將其應(yīng)用于修復(fù)組織和治療疾病為最終目標(biāo)。本著“突出我國 領(lǐng)域優(yōu)勢,著重解決符合重大需求的關(guān) 鍵問題、瞄準(zhǔn)國際基礎(chǔ)理論前沿” 的原則,立足于中國科學(xué)院干細(xì)胞重點 實驗室和上海干細(xì)胞研究所,并在我們研究已取得重要突破的基礎(chǔ)上,利用項目組具有特色的技術(shù)平臺和研究體系,研究組織干細(xì)胞發(fā) 育的多潛能性、分化 調(diào)控 過程及其與機(jī)體免疫的交互作用,多層次地分析組織干 細(xì)胞干性維持,分化啟 動 及分化調(diào)控、免疫 調(diào)控等關(guān)鍵制動節(jié)點。以期闡明組織 干細(xì)胞干性維持、分化啟動和分化定向的關(guān)鍵分子機(jī)制,確定其干預(yù)調(diào)控靶點,深入理解組織干細(xì)胞調(diào)控網(wǎng) 絡(luò)。 認(rèn)識組織干細(xì)胞與機(jī)體免疫交互作用的規(guī)律,為組織干細(xì)胞安全有效地應(yīng)用于組織修復(fù)和疾病治療,提供重要理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。進(jìn)一步加快我國干細(xì)胞研究與再生醫(yī)學(xué)、免疫和分子遺傳等領(lǐng)域的銜接和交叉,形成高水平的學(xué)術(shù)研究人才梯隊。五年目標(biāo)與預(yù)期突破:1、確定組織干細(xì)胞靜息及活化狀態(tài)的識別標(biāo)志,揭示組織干細(xì)胞干性維持的規(guī)律建立組織干細(xì)胞靜息和活化狀態(tài)的指紋圖譜,確定組織干細(xì)胞的細(xì)胞編程差異及干細(xì)胞靜息與活化狀態(tài)的識別標(biāo)志,發(fā)現(xiàn)組織干細(xì)胞共性及特性標(biāo)志。研究并發(fā)現(xiàn)調(diào)控組織干細(xì)胞靜息與活化狀態(tài)的關(guān)鍵因子及多潛能性維持的遺傳及表觀遺傳規(guī)律。并揭示不同 組織的組織干細(xì)胞及其在體外和體內(nèi)環(huán)境下干性維持的異同。通過對組織干細(xì) 胞活化異常的干預(yù)研究,為干細(xì)胞療法提供新的藥物靶標(biāo)。2、發(fā)現(xiàn)組織干細(xì)胞分化啟動和分化定向的關(guān)鍵調(diào)控因子,明晰組織干細(xì)胞分化途徑建立組織干細(xì)胞的遺傳標(biāo)記和分化譜系示蹤的技術(shù)體系,實現(xiàn)分化階段的劃分及其 mRNA、microRNA 和蛋白質(zhì)水平指紋圖譜的建立,發(fā)現(xiàn)分化啟動及其后續(xù)各主要分化階段的關(guān)鍵調(diào)控因子,并繪制可以反映主要分化方向和主要分化等級的分子“ 分化樹” ,以豐富組織干細(xì)胞的分化過程及其分化調(diào)控分子基礎(chǔ)方面的知識體系,進(jìn)而為活體中組織干細(xì)胞分化行為人為干預(yù)體系的建立提供理論基礎(chǔ)。3、闡明組織干細(xì)胞分化的遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制,認(rèn)識組織干細(xì)胞分化調(diào)控規(guī)律闡明與組織干細(xì)胞分化相關(guān)的關(guān)鍵因子的遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制;發(fā)現(xiàn)和鑒定新的表觀遺傳調(diào)控分子;整合不同層次的數(shù)據(jù)(mRNA 、轉(zhuǎn)錄因子、microRNA 和表 觀遺傳調(diào) 控相關(guān)分子), 認(rèn)識組織干 細(xì)胞分化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。為干預(yù)組織干細(xì)胞的分化提供依據(jù)。4、闡明組織干細(xì)胞與機(jī)體免疫因素的相互作用影響,提供組織干細(xì)胞移植治療的免疫評價指標(biāo)和免疫調(diào)節(jié)新策略篩選并確定組織干細(xì)胞特異性表達(dá)的免疫相關(guān)分子,建立組織干細(xì)胞免疫學(xué)功能的識別鑒定體系,發(fā)現(xiàn)調(diào)控組織干細(xì)胞免疫功能的關(guān)鍵因子。建立研究組織干細(xì)胞遷移的技術(shù)體系, 認(rèn)識組織干細(xì)胞遷移的特征。闡明組織干細(xì)胞與機(jī)體免疫因素的相互作用及其分子機(jī)制,發(fā)現(xiàn)免疫干預(yù)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵靶點,提供免疫調(diào)節(jié)新策略。基于以上目標(biāo),本項目將發(fā)表 SCI 收錄的學(xué)術(shù)論文 100 篇以上,其中在相關(guān)領(lǐng)域的國際權(quán)威刊物上發(fā)表論文 30 篇以上,申報發(fā)明專利 30 項,取得具有國際影響的原創(chuàng)性成果 3-5 項,培養(yǎng)碩博士研究生 30-50 名;并形成組織干細(xì)胞領(lǐng)域的杰出人才梯隊。三、研究方案學(xué)術(shù)思路本項目針對制約組織干細(xì)胞研究和應(yīng)用的理論瓶頸問題,以“ 確定組織干細(xì)胞靜息狀態(tài)、活化狀態(tài)及分化 過程的識別標(biāo)志、揭示組織干細(xì)胞干性維持的規(guī)律、認(rèn)識組織干細(xì)胞分化啟動和分化定向的機(jī)制、闡明組織干細(xì)胞分化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其遺傳和表觀遺傳機(jī)制和建立組織干細(xì)胞移植修復(fù)治療中免疫影響的評價和調(diào)控體系”為 研究目標(biāo),集成細(xì)胞和分子生物學(xué)、表觀遺傳學(xué)、基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及生物影像學(xué)、免疫學(xué)、生物信息學(xué)等優(yōu)勢學(xué)科力量,開展多學(xué)科交叉綜合性研究,集中攻關(guān)關(guān)鍵科學(xué)問題。依據(jù) 組織 干細(xì)胞生物學(xué)活動的過程,以研究組織干細(xì)胞靜息和活化狀態(tài)的轉(zhuǎn)換及多潛能性為起點,探索組織干細(xì)胞分化啟動和分化定向的關(guān)鍵分子和靶點、分化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制,進(jìn)而研究組織干細(xì) 胞與機(jī)體免疫的相互作用,以深入理解組織干細(xì)胞分化調(diào)控的基本規(guī)律以及組織干細(xì)胞移植的免疫調(diào)控機(jī)制,為組織干細(xì)胞臨床應(yīng)用奠定重要理論基礎(chǔ)。技術(shù)途徑1. 利用相關(guān)組織干細(xì)胞的分子標(biāo)志,建立組織干細(xì)胞遺傳標(biāo)記的基因工程小鼠品系,以形成活體組織遺傳標(biāo)記和分化譜系示蹤的研究平臺。2. 采用已建立的細(xì)胞顯微成像技術(shù)、單細(xì)胞激光捕獲技術(shù)和單細(xì)胞表達(dá)譜研究分析平臺系統(tǒng),在單細(xì)胞水平對組織干細(xì)胞進(jìn)行識別鑒定、靜息與活化狀態(tài)轉(zhuǎn)換和多潛能性維持機(jī)制的研究。3. 利用組織干細(xì)胞遺傳標(biāo)記的基因工程小鼠品系,制備相應(yīng)的分化模型,在不同的時間點直接從體內(nèi)采取標(biāo)記細(xì)胞及相應(yīng)的組織標(biāo)本進(jìn)行mRNA、microRNA、蛋白質(zhì) 、細(xì)胞及組織水平的分析。進(jìn)而利用 RNA 干擾和基因敲除的技術(shù)體系,研究所發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵分子在組織干細(xì)胞分化中的作用。4. 采用 ChIP-chip (seq)、MeDIP-chip (seq)技術(shù)和 microRNA 深度測序技術(shù)分析不同組織干細(xì)胞表觀遺傳差異,建立它們的表觀遺傳指紋圖譜,進(jìn)而達(dá)到對其進(jìn)行識別和鑒定的目的。5. 通過 DNA 甲基化檢測、染色質(zhì)免疫共沉淀、組蛋白密碼分析、染色質(zhì)重塑分子基因敲除等方法,探討 DNA 甲基化、組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑等表觀遺傳調(diào)控在組織干細(xì)胞分化中的作用。6. 運(yùn)用生物信息學(xué)方法,整合不同層次的數(shù)據(jù)(mRNA 、轉(zhuǎn)錄因子、microRNA和表觀遺傳調(diào)控相關(guān)分子),認(rèn)識組織干細(xì)胞分化相關(guān)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。7. 利用功能基因組和蛋白質(zhì)組高通量分析平臺,建立組織干細(xì)胞免疫學(xué)功能的識別鑒定體系。運(yùn)用趨化因子及其受體分析平臺,研究組織干細(xì)胞的遷移特征與分子調(diào)控機(jī)制。8. 利用多種組織損傷和疾病動物模型,研究組織干細(xì)胞移植的免疫影響和損傷修復(fù)作用,同時研究組織損傷和疾病狀態(tài)時,機(jī)體免疫因素對組織干細(xì)胞的免疫相關(guān)分子表達(dá)、動員、激活、趨化遷移、分化、生長和凋亡等的影響。以上各研究內(nèi)容相對獨立,而同時密切配合,交叉互用,形成一個有機(jī)整體。創(chuàng)新點和特色:本項目針對組織干細(xì)胞的干性維持、分化啟動、分化定向和組織干細(xì)胞與機(jī)體微環(huán)境之間的相互影響等關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行系統(tǒng)研究,其在理論上和技術(shù)上的創(chuàng)新與特色,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1、靜息狀態(tài)組織干細(xì)胞的基本特性。采用已建立的組織干細(xì)胞遺傳標(biāo)記技術(shù)體系, 結(jié)合先進(jìn)的細(xì)胞成像技術(shù)、 單細(xì)胞激光捕獲 技術(shù),以及 SOLiD TM單細(xì)胞表達(dá)譜研究分析平臺系統(tǒng),構(gòu)建靜息與活化狀態(tài)的組織干細(xì)胞的指紋圖譜,探尋可用于其識別和鑒定的特異性分子標(biāo)志,以此進(jìn)一步探討和闡明組織干細(xì)胞靜息和活化狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換和組織干細(xì)胞多潛能性維持的分子基礎(chǔ)與調(diào)控機(jī)制。同時結(jié)合上述研究,采用組織 干細(xì)胞體外培養(yǎng)體系, 進(jìn) 一步探討組織干細(xì)胞體內(nèi)及體外的生物學(xué)行為異同性。2、活體組織干細(xì)胞分化行為的時空特性。采用基于 Cre-loxP 的基因工程小鼠技術(shù)體系,進(jìn)行組織干細(xì) 胞活體內(nèi)遺傳標(biāo)記,及其后續(xù)分化譜系的示蹤。并采用原位和離體的分析技術(shù),建立不同分化階段的指紋圖譜,探尋組織干細(xì)胞分化啟動和分化定向的關(guān)鍵調(diào)控因子,繪制組織干細(xì)胞“ 分化樹”,從時間和空間的角度,解析組織干細(xì)胞分化過 程及其調(diào)控作用的分子基礎(chǔ)。同時也進(jìn)行體外組織干細(xì)胞分化的研究,進(jìn)一步分析 組織干細(xì)胞體內(nèi)、體外分化行為的特點。3、組織干細(xì)胞分化調(diào)控的基本規(guī)律。 采用遺傳學(xué)、表觀遺傳學(xué)和生物信息學(xué)的研究體系,探討調(diào)控組織 干細(xì)胞分化啟動和分化定向等的關(guān)鍵因子及作用機(jī)制。進(jìn)而整合不同角度的研究數(shù)據(jù)(mRNA 、轉(zhuǎn)錄因子、microRNA 和表觀遺傳調(diào)控相關(guān)分子),認(rèn)識組織干細(xì)胞分化調(diào)控網(wǎng)絡(luò),探索組織干細(xì)胞分化調(diào)控機(jī)制的基本規(guī)律,為干預(yù)組織干細(xì)胞分化提供依據(jù)。4、組織干細(xì)胞與機(jī)體微環(huán)境的交互作用。 結(jié)合研究組織干細(xì)胞對機(jī)體修復(fù)和免疫調(diào)控作用,同時觀察機(jī)體局部微環(huán)境對前者分化發(fā)育和功能的調(diào)控影響,是本項目的又一新特色。在此基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步圍繞免疫微環(huán)境對組織干細(xì)胞的遷移和募集作用,研究病生理狀態(tài)下, 趨化因子及其受體以及黏附分子等對組織干細(xì)胞的動員和招募調(diào)控機(jī)制,構(gòu)建組織干細(xì)胞趨化因子受體表達(dá)譜,以此進(jìn)一步分析組織干細(xì)胞的靶向趨化效應(yīng)。通過上述幾個關(guān)鍵問題的研究,若達(dá)預(yù)期目標(biāo),本 項目不僅突顯了在組織干細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域的原創(chuàng)性,也將豐富和充實干細(xì)胞生物學(xué)的知識體系,為組織干細(xì)胞在細(xì)胞治療和再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用奠定新的理論基礎(chǔ)??尚行苑治霰卷椖恳罁?jù)組織干細(xì)胞最新研究動態(tài)和發(fā)展前景,立足于已有工作基礎(chǔ)和技術(shù)平臺, 圍繞“ 組織干細(xì)胞的干性 維持、分化控制及免疫調(diào)節(jié)”的重大科學(xué)問題,經(jīng)過充分科學(xué)論證,展開系 統(tǒng)研究,從而保證該項目的立項和實施的可行性。1、研究隊伍:本項目組成員均為來自國家及部門干細(xì)胞等重點實驗室的科研一線優(yōu)秀中青年專家,已在干細(xì)胞、免疫學(xué)、細(xì)胞和分子生物學(xué)以及 結(jié)構(gòu)和功能基因組學(xué)研究等方面取得了具有國際影響力的學(xué)術(shù)成績。擬推薦的首席科學(xué)家時玉舫教授是中央組織部首批“引進(jìn)海外高層次人才” ,各課題負(fù)責(zé)人也都在組織干細(xì)胞領(lǐng)域有突出成就,承擔(dān)和完成了多項國家、省部級的相關(guān)研究課題, 有深厚的研究造詣和豐富的課題管理經(jīng)驗。2、工作積累:本項目組成員多年從事干細(xì)胞及相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)研究,具有較豐富的工作積累和取得了一批重要的創(chuàng)新突破,為本項目的實施奠定了堅實的基礎(chǔ)。在國 際上首次分離培養(yǎng)了鼠肝干 細(xì)胞系, 證明了其具有肝向和膽向分化的潛能,以及再殖損傷肝臟的能力( Stem Cells. 2006, 24: 322),在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和提出了其肝向分化啟動的“開關(guān)效應(yīng)” 學(xué)說;首先在 側(cè)腦室的室管層中發(fā)現(xiàn)了處于分化上游(靜息活化期)的神經(jīng)干細(xì)胞的存在,并確定其特異性的分子標(biāo)志(Proceedings of the National Academy of Sciences. 2008, 105: 1026);采用構(gòu)建基因剔除動物模型和基因芯片等方法,發(fā)現(xiàn)了一批干性維持、自我更新和分化相關(guān)基因(Blood. 2009, 113: 1455;Frontiers in Bioscience. 2007, 12: 1691;Journal of Cellular Biochemistry. 2009, 106: 16)。發(fā)現(xiàn)人的胚胎干細(xì)胞的基因拷貝數(shù)指紋圖譜在體外培養(yǎng)和分化中可以保持穩(wěn)定(Stem Cells. 2008, 26: 1484)。這些工作積累為本項目的課題設(shè)定和深入研究提供了科學(xué)保障。發(fā)現(xiàn)影響不同的人胚胎干細(xì)胞株分化方向的不同表觀遺傳特征(Proceedings of the National Academy of Sciences. 2007, 104: 13821)。利用 遺傳和表觀遺傳技術(shù)平臺,揭示了細(xì)胞凋亡調(diào) 控基因 TIP30 調(diào)控下游基因表達(dá)的分子機(jī)制(Hepatology. 2008, 48: 265;Cancer Research. 2008, 68: 4133;Clinical Cancer Research. 2008, 14: 7405)。通 過對神經(jīng)元中甲基化 CpG 結(jié)合蛋白 MeCP2 的功能研究,首次確定其結(jié)合靶基因 —腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子基因 BDNF(Science. 2003, 302: 890)。這些表觀遺傳領(lǐng) 域的研究成果為本項目的 實施提供了豐富知識積累。首先發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞免疫調(diào)控的體內(nèi)作用機(jī)制(Cell Stem Cell. 2008, 2: 141)及免疫因子誘導(dǎo)干細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞生長因子(Stem Cells. 2009, In press)促進(jìn)了對干細(xì)胞的全新認(rèn)識。早在 1989 年即提出了激活誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的重要學(xué)說(Nature. 1989, 339: 625)。首次成功地在體外用胚胎肝造血干細(xì)胞誘導(dǎo)分化了樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC),并發(fā)現(xiàn)胚胎時期 DC 和自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK)細(xì)胞分化途徑和可逆性 轉(zhuǎn)變及其關(guān) 鍵調(diào)控因子(Blood. 2000, 95: 138)。首先通過趨化因子直接招募大量 DC 前體細(xì)胞以制備疫苗,開拓了趨化因子研究的新領(lǐng)域(Journal of the National Cancer Institute. 2004, 96: 201;Journal of Leukocyte Biology. 2008, 84: 1549)。發(fā)現(xiàn)骨髓干 細(xì)胞移植后的 GVHD 病程發(fā)展與異體反應(yīng) T 細(xì)胞表達(dá)的趨化因子受體的調(diào)控作用密切相關(guān)( Journal of Immunology. 2008, 181: 7581)。這些是組織干細(xì)胞免疫特性及其與機(jī)體免疫交互影響研究的重要學(xué)術(shù)思想源泉和進(jìn)一步取得創(chuàng)新突破的基石。在生物信息學(xué)方面,建立了多種生物信息學(xué)模型(Bioinformatics. 2003, 19: 2161 ),并將生物學(xué)信息學(xué)成功地 應(yīng)用到了生物具體問題中 (Journal of Biological Chemistry. 2004, 279: 2719;Human Mutation. 2009, In press 等) 。這些為本項目的跨學(xué)科合作提供了經(jīng)驗和基礎(chǔ)。3、技術(shù)平臺和儀器設(shè)備:本項目組擁有較成熟的技術(shù)平臺和先進(jìn)的儀器設(shè)備。如基于轉(zhuǎn)基因/基因剔除模型、RNA 干擾技術(shù)、自動 DNA 測序儀和高通量芯片的基因功能組學(xué)平臺;原位遺傳標(biāo)記技術(shù)、單細(xì)胞水平高通量顯微分離和SOLiD TM單細(xì)胞表達(dá)譜研究平臺;DNA 甲基化分析系 統(tǒng)、 ChIP-chip (seq)、MeDIP-chip (seq)技術(shù)和 microRNA 深度測序技術(shù);活體熒光成像儀,激光共聚焦顯微鏡、投射/掃描電鏡等 細(xì)胞影像分析平臺;多色高速流式 細(xì)胞儀、SPF 級的動物研究室、干細(xì)胞培養(yǎng)室。4、組織形式:瞄準(zhǔn)戰(zhàn)略目標(biāo),追求持 續(xù)發(fā)展,開展系統(tǒng)化研究。項目組織管理和運(yùn)作體制分項目和課題兩個層次。項目設(shè)一名負(fù)責(zé)人,負(fù)責(zé)整個項目的組織和實施。 項目負(fù)責(zé)人聘請各相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域成就卓著的專家組成項目專家組,參與項目的組織、運(yùn)行領(lǐng)導(dǎo)和管理,協(xié)助項目負(fù)責(zé)人,審 核和確定項目的學(xué)術(shù)思想、技術(shù)路線以及研究計劃,指 導(dǎo)協(xié)調(diào)各課題的工作,督促并考核各課題的進(jìn)展情況。實施整體性運(yùn)作方案,集成 發(fā)展技術(shù)平臺,充分 發(fā)揮項 目各課題組及承擔(dān)單位的學(xué)科優(yōu)勢和關(guān)鍵研究實力,形成功能配套、布局合理、機(jī)制靈活、銳意進(jìn)取的研究體系。各課題間的關(guān)系根據(jù)本項目的總體研究方案,以研究組織干細(xì)胞的干性維持、分化過程及其與機(jī)體免疫的交互作用為核心,針對關(guān)鍵問題選擇突破點,將項目設(shè)臵為四個課題。課題 一,利用活體內(nèi)干細(xì)胞遺傳標(biāo)記和分化譜系示蹤技術(shù)以及單細(xì)胞分離和分析平臺系統(tǒng),建立靜息及活化的組織干細(xì)胞的分子標(biāo)志系統(tǒng),研究調(diào)控組織干細(xì)胞靜息與活化狀態(tài)轉(zhuǎn)換和多潛能性維持的機(jī)制,揭示組織干細(xì)胞干性維持的規(guī)律;課題二,利用特定的分化模型,研究組織干細(xì) 胞分化啟動及其分化定向的分子基礎(chǔ),探索關(guān)鍵因子在分化命運(yùn)決定中的作用;課題三,利用染色質(zhì)免疫共沉淀芯片、甲基化 DNA 免疫沉淀芯片等技 術(shù),研究 組織干細(xì)胞分化調(diào)控的遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制,并利用生物信息學(xué)手段,構(gòu)建 組織干細(xì)胞的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型,闡明組織干細(xì)胞分化的規(guī)律;課題四,利用活體示蹤體系及組織損傷和疾病動物模型,研究組織干細(xì)胞體內(nèi)遷移模式、組織干細(xì)胞與機(jī)體免疫系統(tǒng)的交互作用及調(diào)控靶點,并進(jìn)一步探討組織 干細(xì)胞移植治療和再生醫(yī)學(xué)的新策略。課題 1 : 組織干細(xì)胞靜息和活化狀態(tài)的轉(zhuǎn)換及多潛能性研究 研究目標(biāo): 本課題擬利用高分辨率顯微分離系統(tǒng)、活細(xì)胞顯微成像和單細(xì)胞深度測序技術(shù),對組織干細(xì)胞進(jìn)行單細(xì) 胞分離和表達(dá)譜分析,以識別和鑒定組織干細(xì)胞的靜息與活化狀態(tài),建立指紋圖譜, 進(jìn)而建立靜息和活化的組織干細(xì)胞的分子標(biāo)志系統(tǒng);比較肝臟、間充質(zhì)、神經(jīng)和乳腺等不同組織的 組織干細(xì)胞共性與特性。 進(jìn)行 mRNA 和蛋白質(zhì)表達(dá)譜以及表觀遺傳學(xué)譜分析,揭示組織干細(xì)胞在靜息和活化狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換和多潛能性維持的關(guān)鍵因子及其作用機(jī)制。進(jìn)一步還將研究不同組織的組織干細(xì)胞及其在體外和體內(nèi)環(huán)境下干性維持的異同。本課題將為調(diào)控組織干細(xì)胞的靜息和活化狀態(tài)提供理論基礎(chǔ),并為干細(xì)胞替代療法和藥物研發(fā)提供新思路。 研究內(nèi)容: 研究干細(xì)胞靜息和活化狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,評價其分化的多潛能性,以認(rèn)識組織干細(xì)胞的干性維持機(jī)制。擬應(yīng) 用已知的可能的組織干細(xì)胞的標(biāo)志,制備組織干細(xì)胞遺傳標(biāo)記小鼠模型或進(jìn)行離體標(biāo)記,以顯微切割系統(tǒng)進(jìn)行單細(xì)胞水平的分離,利用已建立的組織干細(xì)胞長期培養(yǎng)觀察系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)觀察,借助 SOLiD TM 技術(shù)平臺對組織干細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞表達(dá)譜分析,以識別和鑒定組織干細(xì)胞,識別靜息和活化的組織干細(xì)胞的特征, 發(fā)現(xiàn)不同狀態(tài)下組織干細(xì)胞的特異性分子標(biāo)志,掌握靜息和活化狀態(tài)轉(zhuǎn)換的分子機(jī)制;研究免疫因子對組織干細(xì)胞干性維持的影響及其機(jī)制;通過比較不同階段的多潛能干細(xì)胞和單潛能前體細(xì)胞的 mRNA 和蛋白質(zhì)表達(dá)譜以及表觀遺傳學(xué)譜,確定組織干細(xì)胞在遺傳及表觀遺傳方面的特性標(biāo)志,分析維持組織干細(xì)胞多潛能性的遺傳和表觀遺傳作用機(jī)制,揭示組織干細(xì)胞干性維持的規(guī)律。 經(jīng)費(fèi)比例: 20% 承擔(dān)單位: 同濟(jì)大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人: 劉小青 學(xué)術(shù)骨干: 吳昊、陳炳官、袁瓊蘭、羅玉萍、 楊勝東、李惠萍 課題 2 : 組織干細(xì)胞分化啟動和分化定向的研究 研究目標(biāo): 本課題擬采用組織干細(xì)胞的遺傳標(biāo)記和分化譜系示蹤的手段,利用特定的分化模型,在不同的時間點上直接采取標(biāo)記細(xì)胞和組織標(biāo)本,從RNA、microRNA、蛋白質(zhì) 、細(xì)胞和組織等不同層面或角度,對組織干細(xì)胞分化啟動及其分化定向的分子基礎(chǔ)進(jìn)行探討,發(fā)現(xiàn)決定分化命運(yùn)的關(guān)鍵分子及其相互關(guān)系,并繪制反映主要分化方向和分化等級的分子“ 分化樹”,以豐富組織干細(xì)胞生物學(xué)中關(guān)于分化啟動與分化定向的調(diào)控機(jī)制、分化階段的判斷,以及組織干細(xì)胞異位分化的調(diào)控因素等方面的知識體系。 研究內(nèi)容: 研究分化啟動關(guān)鍵因子、抑分化因子和促分化因子平衡、免疫因子與分化的相關(guān)性、分化過程的階段特性,以及異位再殖的分化特性。擬采用活體組織中干細(xì)胞遺傳標(biāo)記及其譜系示蹤模型小鼠,制備組織干細(xì)胞分化模型,在不同的時間點(即不同的分化階段)直接從活體中采取標(biāo)記細(xì)胞和組織標(biāo)本,采用原位和離體的方法對組織干細(xì)胞分化活動的過程及其調(diào)控進(jìn)行具有時空特性的綜合研究,其中包括:組織干細(xì)胞分化進(jìn)程中結(jié)構(gòu)空間特性的認(rèn)識、不同分化階段特征的鑒別、分化啟動和分化定向關(guān) 鍵調(diào)控因子的鑒定。在此基礎(chǔ)上,也 進(jìn)行不同胚層來源的組織的組織干細(xì)胞之間的比較研究,以認(rèn)識分化事件調(diào)控的基本規(guī)律。 經(jīng)費(fèi)比例: 25% 承擔(dān)單位: 中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)、上海交通大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人: 胡以平 學(xué)術(shù)骨干: 諸江、謝志芳、余宏宇、 陳美玨、李文林課題 3 : 組織干細(xì)胞分化的遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制研究 研究目標(biāo): 闡明與組織干細(xì)胞分化相關(guān)的關(guān)鍵因子的遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制,發(fā)現(xiàn)和鑒定新的表觀遺傳調(diào)控分子,整合不同層次的數(shù)據(jù)(mRNA 、轉(zhuǎn)錄因子、microRNA 和表 觀遺傳調(diào) 控相關(guān)分子),構(gòu)建不同胚 層來源的組織的組織干細(xì)胞分化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型,為干預(yù)組織干細(xì)胞的分化提供依據(jù)。 研究內(nèi)容: 研究與組織干細(xì)胞分化相關(guān)的關(guān)鍵因子的遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制,加深對組織干細(xì)胞分化調(diào)控基本規(guī)律的認(rèn)識。擬采用遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究體系,探討已知的表觀調(diào)控因子(包括組蛋白修飾分子、染色質(zhì)重塑分子和 microRNA)的生物學(xué)功能和作用機(jī)制;發(fā)現(xiàn)和鑒定新的表觀遺傳調(diào)控因子及其作用機(jī)制;研究免疫因子對組織干細(xì)胞分化的遺傳及表觀遺傳調(diào)節(jié)的影響及其機(jī)制;運(yùn)用生物信息學(xué)方法,整合不同層次的數(shù)據(jù)(mRNA 、轉(zhuǎn)錄因子、microRNA 和表觀遺傳調(diào)控相關(guān)分子),探索組織干細(xì)胞分化調(diào)控規(guī)律, 為干預(yù)組織干細(xì)胞的分化提供依據(jù)。 經(jīng)費(fèi)比例: 20% 承擔(dān)單位: 中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院 課題負(fù)責(zé)人: 趙健 學(xué)術(shù)骨干: 沈百榮、張巖、陸斌、劉祖梅、周娟、王建永 課題 4 : 組織干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)研究 研究目標(biāo): 本課題擬著重研究組織干細(xì)胞與機(jī)體免疫的交互作用及其分子機(jī)制?;谝呀⒌墓δ芑蚪M和蛋白質(zhì)組高通量技術(shù)平臺,篩選并明確不同階段組織干細(xì)胞免疫識別相關(guān)的特異性分子標(biāo)志,發(fā)現(xiàn)調(diào)控組織干細(xì)胞免疫功能的關(guān)鍵因子;采用細(xì)胞示蹤技術(shù),研究 組織干細(xì)胞的體內(nèi)遷移模式;在組織損傷和疾病動物模型體內(nèi)研究免疫因素與組織干細(xì)胞的交互作用及其影響。以期建立組織干細(xì)胞免疫學(xué)功能的識別鑒定體系和組織干細(xì)胞遷移及功能示蹤的技術(shù)體系,闡明組織干細(xì)胞的免疫調(diào)控分子機(jī)制,發(fā)現(xiàn)干預(yù)調(diào)節(jié)的新靶點和提供免疫調(diào)控的新策略。 研究內(nèi)容: 研究組織干細(xì)胞的免疫生物學(xué)特性及機(jī)體免疫因素對組織干細(xì)胞的調(diào)控。擬利用功能基因組和蛋白質(zhì)基因組高通量平臺分析不同狀 態(tài)和階段的組織干細(xì)胞免疫相關(guān)分子表達(dá)差異,明確組織干細(xì)胞免疫相關(guān)分子及其功能的 識別和鑒定標(biāo)志,研究免疫因子對組織 干細(xì)胞干性維持、分化和免疫功能的影響, 發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的免疫調(diào)控因子及其作用機(jī)制。 進(jìn)而在組織損傷和疾病 動物模型中,研究機(jī)體微環(huán)境免疫因素對植入和內(nèi)在的組織干細(xì)胞的激活、動員、向損傷靶組織定向遷移、分化、生長和凋亡的作用及其機(jī)制, 發(fā)現(xiàn)干預(yù)調(diào) 控靶點。研究組織干細(xì)胞移植對組織損傷和疾病動物的免疫影響和損傷修復(fù)作用,同時也研究間充質(zhì)干細(xì)胞等移植可能產(chǎn)生的副作用,并研究組織干細(xì)胞移植的免疫排斥及可能的干預(yù)手段,探討組織干細(xì)胞移植修復(fù)治療及再生醫(yī)學(xué)的新策略。經(jīng)費(fèi)比例: 35% 承擔(dān)單位: 中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院、中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人: 時玉舫 學(xué)術(shù)骨干: 張雁云、杜艷芝、衛(wèi)立辛、張曉玲、于 鳳海、金敏、劉強(qiáng) 四、年度計劃時 間研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo)第一年1、 以顯微切割系統(tǒng)分離 CD133 基因位點帶 GFP 遺傳標(biāo)記的不同來源的多種組織干細(xì)胞。2、 對單個 CD133+細(xì)胞進(jìn)行長期培養(yǎng)觀察,測定克隆形成的過程,并結(jié)合免疫熒光染色對子代細(xì)胞的去向進(jìn)行可能的標(biāo)簽跟蹤,確定 CD133+中組織干細(xì)胞的比例。3、 借助 SOLiDTM 技術(shù)平臺對CD133+組織干細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞表達(dá)譜系統(tǒng)分析,包括建立轉(zhuǎn)錄圖譜以及表觀遺傳譜。4、 建立組織干細(xì)胞特異分子標(biāo)志基因(如肝干細(xì)胞的 Foxl1)的啟動子所驅(qū)動的 GFP 的轉(zhuǎn)基因小鼠品系;5、 建立干細(xì)胞動員和分化的小鼠模型,比較分析分化前后表達(dá)譜差異,篩選抑分化基因;1、 建立和完善不同來源的多種CD133+組織干細(xì)胞的篩分方法。2、 確定不同組織來源的 CD133+細(xì)胞中組織干細(xì)胞的比例。3、 在單細(xì)胞水平上建立組織干細(xì)胞在靜息、活化狀態(tài)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)錄圖譜以及表觀遺傳譜,以識別和鑒定組織干細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)可用于鑒別不同狀態(tài)下的組織干細(xì)胞的特異性分子標(biāo)記,從而為揭示組織干細(xì)胞的靜息和活化狀態(tài)轉(zhuǎn)換的分子機(jī)制提供重要信息。 4、 得到組織干細(xì)胞遺傳標(biāo)記的小鼠品系;5、實現(xiàn)組織干細(xì)胞從分化模型中的分離、富集及其表達(dá)譜分析;6、 建立干預(yù)分化模型小鼠的慢病毒干擾系統(tǒng);7、獲得抑分化因子與干細(xì)胞分化啟動的相關(guān)性信息;6、 構(gòu)建慢病毒干擾載體,以用于分化模型小鼠的干預(yù)處理,觀察抑分化基因被 knock-down 后對活體組織中干細(xì)胞動員的影響;7、 觀察抑分化候選因子在組織干細(xì)胞分化進(jìn)程中的表達(dá)特點,分析抑分化因子與干細(xì)胞分化啟動的相關(guān)性。8、 利用已經(jīng)建立的肝干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞分離和鑒定的技術(shù)平臺,探討Hes1、FoxL1、Fbxw7、Xbp1、Nestin、GFAP 等重要轉(zhuǎn)錄因子在組織干細(xì)胞分化中的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)機(jī)制;9、 建立 NanogLoxP+/+小鼠模型;10、 對已經(jīng)構(gòu)建成功的 Mll5 基因敲除小鼠進(jìn)行初步分析,利用組織化學(xué)與免疫生物學(xué)等方法,檢測 Mll5 基因敲除后肝、神經(jīng)、間充質(zhì)、乳腺等組織干細(xì)胞的變化;8、 建立研究轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制的相關(guān)實驗體系和技術(shù)平臺;9、 建立 NanogLoxP/+小鼠模型為探討 Nanog 在 組織干細(xì)胞分化調(diào)控中的作用奠定基礎(chǔ);10、 初步探討 Mll5 染色質(zhì)重塑分子在組織干細(xì)胞分化中的作用;11、 篩查與組織干細(xì)胞分化相關(guān)的關(guān)鍵 miRNA 分子;12、 建立組織干細(xì)胞體外和體內(nèi)分析系統(tǒng),為后期分析組織干細(xì)胞在不同階段的免疫相關(guān)分子的表達(dá)情況建立技術(shù)平臺;13、 了解組織干細(xì)胞對 DC 分化、成熟和功能的調(diào)控作用,為進(jìn)一步了解其作用機(jī)理奠定基礎(chǔ)。14、 發(fā)表 SCI 收錄的學(xué) 術(shù)論文14 篇,其中在相關(guān)領(lǐng)域的國際權(quán)威刊物上發(fā)表 3 篇,培養(yǎng)研究生8 名。11、 通過大規(guī)模、高通量的深度測序(Deep-sequencing)的方式分析肝、神經(jīng)、間充質(zhì)等若干重要組織干細(xì)胞的 small RNA 表達(dá)譜式, 運(yùn)用單細(xì)胞 Real-time PCR 的方式驗證分析 miRNA 在不同類群組織干細(xì)胞中的表達(dá)分布特征。12、 利用功能基因組平臺和蛋白質(zhì)組平臺,建立組織干細(xì)胞體外和體內(nèi)分析系統(tǒng);13、 將不同狀態(tài)和階段的組織干細(xì)胞加入到 DC 培養(yǎng)系統(tǒng)中, 觀察組織干細(xì)胞對 DC 分化、成熟和功能的調(diào)控作用。14、 研究間充質(zhì)干細(xì)胞移植的副作用第二年1、 建立在表達(dá)圖譜上有重大或特異差異的基因的功能缺失或獲得模型。2、對以上建立的模型進(jìn)行靜息、活化狀態(tài)的鑒定,確定特異表達(dá)的分子標(biāo)簽是維持組織干細(xì)胞功能1、 確定組織干細(xì)胞干性維持、靜息和活化狀態(tài)的關(guān)鍵因子。2、 揭示機(jī)體微環(huán)境對組織干細(xì)胞的靜息與活化狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換及其多潛能性的調(diào)節(jié)機(jī)制。所必須的關(guān)鍵因子。3、 利用體內(nèi)各種基液(如腦積液)對不同來源的組織干細(xì)胞處理,研究其對組織干細(xì)胞靜息與活化狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)化及潛能性的維持的作用機(jī)制。4、 將攜帶報告基因 Roser26R-LacZ /Roser26R-GFP 的小鼠與干細(xì)胞特異分子標(biāo)志基因的啟動子所驅(qū)動的 Cre 小鼠 雜交,以獲得可用于干細(xì)胞標(biāo)記和其分化譜系示蹤的小鼠品系,并制備相應(yīng)干細(xì)胞的分化模型;5、 在模型制備過程中的不同時間點,利用流式細(xì)胞技術(shù)等手段直接從活體組織中分離被遺傳標(biāo)記的細(xì)胞,進(jìn)而進(jìn)行 mRNA 和microRNA 表達(dá) 譜的分析,以構(gòu)建各個分化階段的指紋圖譜;6、 收集各相應(yīng)時間點的組織標(biāo)本,進(jìn)行原位分析,以追蹤其組織干細(xì)胞的分化命運(yùn),并構(gòu)建其干細(xì)3、 得到干細(xì)胞遺傳標(biāo)記和其分化譜系示蹤的小鼠品系;4、繪制組織干細(xì)胞各個分化階段的指紋圖譜; 5、 完成可反映組織干細(xì)胞主要分化方向和主要分化等級的分子“分化樹”;6、闡明轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控在組織干細(xì)胞分化調(diào)節(jié)中的作用;7、 初步探討 Nanog 基因在組織干細(xì)胞損傷修復(fù)中的作用。8、 初步探討 Mll5 基因在組織干細(xì)胞損傷修復(fù)中的作用;9、 探討關(guān)鍵 miRNA 在組織干細(xì)胞分化中的作用及其作用機(jī)制;10、 了解組織干細(xì)胞在不同階段的免疫相關(guān)分子的表達(dá)情況;11、 闡明組織干細(xì)胞對 DC 分化、成熟和功能調(diào)控的作用機(jī)理;12、 了解組織干細(xì)胞與 T 細(xì)胞等免疫細(xì)胞的相互作用,重點闡明組織干細(xì)胞對 T 細(xì)胞的影響方式。胞的“分化樹 ”。7、繼續(xù)對重要轉(zhuǎn)錄因子在組織干細(xì)胞分化中的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行研究;8、對建立的 NanogLoxP+/+小鼠模型進(jìn)行初步分析,根據(jù)小鼠表型選取不同時間段處死小鼠,收集各種組織器官,進(jìn)行表型觀察和病理切片;9、 利用手術(shù)、伽馬射線或者化療藥物制造組織損傷,檢測 Mll5 基因敲除后,組織干細(xì)胞在損傷修復(fù)過程中的變化;10、 通過過表達(dá)、基因敲低及可誘導(dǎo)的 miRNA 轉(zhuǎn)基因模型研究組織干細(xì)胞分化過程中關(guān)鍵miRNA 的作用及其作用機(jī)制。11、 利用已建立的平臺技術(shù)分析組織干細(xì)胞在不同階段的免疫相關(guān)分子的表達(dá)情況;12、 針對已發(fā)現(xiàn)的組織干細(xì)胞對 DC 分化、成熟和功能的調(diào)控作用,進(jìn)一步深入研究其中的作13、 發(fā)表 SCI 收錄的學(xué) 術(shù)論文16 篇,其中在相關(guān)領(lǐng)域的國際權(quán)威刊物上發(fā)表 3 篇,申請專利 3項,培養(yǎng)研究生 14 名。用機(jī)理;13、 在研究組織干細(xì)胞與 DC 細(xì)胞相互作用的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究組織干細(xì)胞與 T 細(xì)胞的相互作用,檢測組織干細(xì)胞對 T 細(xì)胞增殖及細(xì)胞因子分泌格局的影響。14、 研究組織干細(xì)胞移植的副作用第三年1、 建立多潛能組織干細(xì)胞和單潛能前體細(xì)胞的 mRNA 轉(zhuǎn)錄圖和表觀遺傳學(xué)譜。2、 從分化早期即發(fā)生改變的基因(從 mRNA 和 microRNA 水平)著手,結(jié)合 Go 功能聚類和pathway 聚類,篩選出候選的分化啟動和分化定向的關(guān)鍵因子;3、 采用基因功能丟失或基因功能獲得等策略,從體外和體內(nèi)兩個方面,逐個分析各候選關(guān)鍵因子對遺傳標(biāo)記的組織干細(xì)胞多向分化的影響;4、 分析各種候選關(guān)鍵因子的不同1、 揭示多潛能組織干細(xì)胞和單潛能前體細(xì)胞的分子指紋圖譜,找出各自反應(yīng)其潛能性的特異性分子標(biāo)簽。2、 獲得候選分化啟動和分化定向的關(guān)鍵因子;3、 明確各候選關(guān)鍵因子對遺傳標(biāo)記細(xì)胞分化啟動和分化中的作用; 4、 認(rèn)識各種關(guān)鍵因子間的協(xié)同作用;5、 探討 DNA 甲基化在組織干細(xì)胞分化中的作用;6、 闡明 Nanog 基因調(diào)節(jié)組織干細(xì)胞分化的分子機(jī)制;組合對組織干細(xì)胞分化行為的影響。5、 通過亞硫酸氫鈉修飾、MSP 和BSP 測 序的方法,檢測 DNA 甲基化在肝干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞分化中的作用;6、 利用原位雜交,免疫組化, Real-time PCR 和 Western blotting 等方法分別在 RNA 水平和蛋白質(zhì)水平上詳細(xì)分析 Nanog 基因上下游相關(guān)分子表達(dá)情況及其它相關(guān)重要信號通路分子表達(dá)情況,從而確定 Nanog 基因在組織干細(xì)胞分化中的作用機(jī)制。7、 進(jìn)一步探討 Mll5 在組織干細(xì)胞損傷修復(fù)中的作用和作用機(jī)制;8、 構(gòu)建斑馬魚重要組織如肝臟、心臟等干細(xì)胞特異轉(zhuǎn)錄因子驅(qū)動的 GFP 表達(dá)的轉(zhuǎn)基因斑馬魚系,通過綠色熒光蛋白示蹤其組織干細(xì)胞的分布,建立干細(xì)胞在體遷移及功能示蹤的技術(shù)體系。9、 進(jìn)一步分析比較組織干細(xì)胞對7、 闡明 Mll5 基因在組織干細(xì)胞損傷修復(fù)中的作用及作用機(jī)制;8、 建立干細(xì)胞在體遷移及功能示蹤的斑馬魚技術(shù)體系;9、 闡明組織干細(xì)胞對調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞轉(zhuǎn)化、淋巴細(xì)胞殺傷能力等的不同作用及其機(jī)理;10、 發(fā)現(xiàn)若干調(diào)控組織干細(xì)胞的免疫調(diào)控因子及其組合,并弄清其作用方式。11、 發(fā)表 SCI 收錄的學(xué) 術(shù)論文23 篇,其中在相關(guān)領(lǐng)域的國際權(quán)威刊物上發(fā)表 6 篇,申請專利 5項,培養(yǎng)研究生 17 名。調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞轉(zhuǎn)化、淋巴 細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞的能力等的影響;10、 單獨或聯(lián)合應(yīng)用各種免疫調(diào)控因子刺激組織干細(xì)胞,檢測和比較刺激前后組織干細(xì)胞免疫相關(guān)分子的表達(dá)差異,分析其增殖能力變化和自身細(xì)胞因子分泌格局。11、 研究組織干細(xì)胞移植的副作用。第四年1、 建立潛在的反應(yīng)組織干細(xì)胞的多潛能性的特異分子標(biāo)簽的基因敲除或 RNA 表達(dá)干涉或功能獲得模型模型。2、 對以上建立的功能缺失或功能獲得的模型進(jìn)行潛能性測定。確定哪些特異表達(dá)的分子標(biāo)簽是維持組織干細(xì)胞多潛能功能所必須的關(guān)鍵因子。 3、 將不同來源的組織干細(xì)胞分別植入 FAH-/-小鼠,在不同時間點觀察植入細(xì)胞的效率、空間分布以及成熟肝細(xì)胞功能標(biāo)志,評1、 確定特異表達(dá)的分子標(biāo)簽是維持組織干細(xì)胞多潛能功能所必須的關(guān)鍵因子。2、 明確不同來源組織干細(xì)胞的再殖能力與再殖特點;3、 明確組織干細(xì)胞再殖部位所浸潤的免疫細(xì)胞的類型;4、發(fā)現(xiàn)可以干預(yù)干細(xì)胞再殖效率的影響因子;5、 探討組蛋白修飾在組織干細(xì)胞分化中的調(diào)控;6、闡明 miRNA 在斑馬魚肝臟、心臟再生中的作用;價不同來源細(xì)胞的再殖能力與再殖特點。4、 研究骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在肝臟中的再殖情況,其中包括肝向分化的階段劃分、各個分化階段的指紋圖譜,以及處于不同分化階段的干細(xì)胞異位再殖潛力。5、 針對一些特別的因子,對擬用于移植的細(xì)胞用基因功能丟失或基因功能獲得等手段處理,然后再將其植入 FAH-/-小鼠,評價其對再殖效率的影響。6、 結(jié)合各組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞植入后不同時期形態(tài)學(xué)和不同種類淋巴細(xì)胞的特異性免疫學(xué)標(biāo)記,分析參與免疫反應(yīng)的淋巴細(xì)胞種類,以發(fā)現(xiàn)主導(dǎo)細(xì)胞移植免疫反應(yīng)的免疫細(xì)胞類型。7、 利用組蛋白修飾的特異抗體,進(jìn)行染色質(zhì)免疫沉淀,分析肝臟、間充質(zhì)、神經(jīng)和乳腺等組織干細(xì)胞中重要轉(zhuǎn)錄因子啟動子區(qū)域7、 探索組織干細(xì)胞分化調(diào)控的基本規(guī)律。8、 明晰組織干細(xì)胞免疫學(xué)功能相關(guān)的識別和鑒定標(biāo)志;9、闡明有效免疫因子或其組合對組織干細(xì)胞的作用機(jī)制;10、 建立和完善趨化因子及其受體的分析技術(shù)平臺,闡明組織干細(xì)胞的遷移特征與分子調(diào)控機(jī)制。11、 發(fā)表 SCI 收錄的學(xué) 術(shù)論文25 篇,其中在相關(guān)領(lǐng)域的國際權(quán)威刊物上發(fā)表 10 篇,申請專利10 項,培養(yǎng)研究生 22 名。的組蛋白修飾特征,明確這些基因在組織干細(xì)胞分化中表達(dá)變化的調(diào)控機(jī)制。8、 利用 miRNA 芯片技術(shù), 獲得斑馬魚心臟、肝臟再生過程中miRNA 的動態(tài)的表達(dá)變化譜式,再結(jié)合敲除特異 miRNA, 研究單個 miRNA 對于干細(xì)胞介導(dǎo)的再生過程的影響。9、 通過動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法建立組織干細(xì)胞的遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),探索組織干細(xì)胞分化調(diào)控的基本規(guī)律。10、 分別將不同階段的組織干細(xì)胞移植到組織損傷的動物體內(nèi),研究體內(nèi)的組織干細(xì)胞免疫相關(guān)分子表達(dá),并對比體外培養(yǎng)體系中不同階段的組織干細(xì)胞免疫相關(guān)分子表達(dá)的差異,分析組織干細(xì)胞在不同階段特異性表達(dá)的免疫相關(guān)分子;11、 基于前期研究篩選出有效調(diào)控組織干細(xì)胞的關(guān)鍵因子,并闡明其作用機(jī)制。12、 在組織損傷和疾病動物模型中,分析靶組織和組織干細(xì)胞的炎癥因子、趨化因子及其受體、黏附分子等的表達(dá)譜,研究組織損傷后釋放的免疫炎癥因子對植入和內(nèi)在的組織干細(xì)胞的免疫相關(guān)分子表達(dá)、動員、激活、分化、生長和凋亡以及向損傷靶組織遷移的影響作用。第五年1. 利用免疫調(diào)節(jié)因子體內(nèi)各種基液( 如腦積液) 對不同來源的組織干細(xì)胞處理,研究其對組織干細(xì)胞靜息與活化狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)化及潛能性的維持的調(diào)控作用。2. 利用免疫拮抗因子對不同來源的組織干細(xì)胞處理,研究其對組織干細(xì)胞靜息與活化狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)化及潛能性的維持的調(diào)控作用。3. 利用生物信息學(xué),對 mRNA 和1、 揭示免疫調(diào)節(jié)因子及免疫拮抗因子對組織干細(xì)胞的靜息與活化狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換及其多潛能性的調(diào)節(jié)機(jī)制。2、為干細(xì)胞移植克服免疫排斥提供新戰(zhàn)略。3、認(rèn)識組織干細(xì)胞分化啟動和分化定向的調(diào)節(jié)模塊;4、獲得細(xì)胞的植入及增殖與免疫細(xì)胞之間的認(rèn)識;5、 在組織損傷和疾病動物模型體內(nèi)microRNA 層 面的數(shù)據(jù)進(jìn) 行綜合分析,分析組織干細(xì)胞分化啟動和分化定向的關(guān)鍵因子的相互關(guān)系;4. 不同組織來源的組織干細(xì)胞間分化調(diào)控分子基礎(chǔ)的橫向比較,探討組織干細(xì)胞分化啟動和分化調(diào)控的基本規(guī)律;5. 分析免疫細(xì)胞在干細(xì)胞植入和增殖過程中的作用及其機(jī)制,并評價人為干預(yù)的可行性;6. 在組織損傷和疾病動物模型中,研究分析組織干細(xì)胞移植對機(jī)體免疫的影響作用及其機(jī)制;7. 通過檢測移植的組織干細(xì)胞在靶組織中的存活、分化能力和向各種靶組織細(xì)胞分化的比例,確定組織干細(xì)胞在體內(nèi)的分化狀態(tài)和對靶組織損傷的修復(fù)機(jī)制;8. 同時研究機(jī)體對植入組織干細(xì)胞的免疫排斥反應(yīng)及其機(jī)制,探索誘導(dǎo)組織干細(xì)胞移植免疫耐受的新手段;研究免疫因素與組織干細(xì)胞的交互作用及其影響;6、發(fā)現(xiàn)組織干細(xì)胞與機(jī)體免疫交互作用的規(guī)律。 7、發(fā)表 SCI 收錄的學(xué)術(shù)論 文 30 篇,其中在相關(guān)領(lǐng)域的國際權(quán)威刊物上發(fā)表 12 篇,申請專利 12 項,培養(yǎng)研究生 22 名。9. 進(jìn)一步利用轉(zhuǎn)基因或基因剔除等手段改變某些潛在調(diào)控因子的表達(dá),研究由微環(huán)境中趨化因子和黏附分子分別介導(dǎo)的組織干細(xì)胞胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo),探索組織干細(xì)胞在組織損傷和修復(fù)治療中遷移的分子機(jī)制。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 基金 標(biāo)書 2010 CB945600 組織 干細(xì)胞 干性 維持 分化 控制 免疫調(diào)節(jié) 研究
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