造血干细胞的稳态是如何在分子水平上进行调控的?
        造血干细胞是已知的最重要的成体干细胞之一,主要负责日常造血发生。所有的成熟血液细胞都是由造血干细胞分化而来的,因此,造血干细胞的稳态直接决定了成熟血细胞凋亡和再生之间的动态平衡,造血干细胞稳态被打破会导致一系列的血液系统疾病,包括恶性或非恶性的。目前,绝大多数血液系统疾病的完全治愈依旧高度依赖于健康造血干细胞的移植,因此,探究造血干细胞的自我再生与干性稳态的分子调控机制不仅对于造血系统疾病的发病机制有指导性意义,更对疾病的治疗起到不可或缺的作用。
        因此,我们的目标是通过一系列的前沿分子生物学、生物化学以及生物信息学,在人和小鼠上深度探索造血干细胞稳态的调控机制。我们希望通过一系列的研究补充对造血干细胞稳态调控机制理解的缺失和局限性,并深度探究造血干细胞稳态的破坏是如何一步步导致血液系统疾病的发生的。通过在机制水平上的理解,我们进一步希望我们的发现能在血液系统疾病治疗上提供指导价值。
科学问题与方法
造血干细胞在转录后水平对自我再生和细胞干性的调节
之前的研究已经极大程度上解答了造血干细胞如何在表观遗传学和转录水平上进行细胞稳态的调控。近期,我们从小鼠模型中知道造血干细胞内蛋白质翻译水平对细胞干性的维持是至关重要的,我们希望通过深入探究造血干细胞在稳态和分化过程中的翻译组变化来探究为什么蛋白质翻译水平调控对造血干细胞干性的维持如此重要,以及翻译水平调控紊乱后导致细胞干性丢失的具体机制。
造血干细胞细胞命运的决定与白血病发生机制
造血干细胞具有高度的异质性,因此当今血液学领域对造血干细胞的分化已经不再局限于之前认为的分层结构(Hierarchical differentiation scheme),而更多地认为造血干细胞的分化是持续性的过程,因此,我们希望通过高通量测序等前沿科学技术探究正常与恶性造血的持续发生过程中的基因表达微调控机制。
铁死亡的发生与调控机制
课题组前期的工作展示了造血干细胞对铁死亡的诱导具有一定敏感性,而造血祖细胞却不具备这种敏感性,从而证实了细胞内铁离子浓度对造血干细胞稳态微调控的关键作用。鉴于铁死亡在对化疗以及放疗产生敏感的病人中具有一定的临床治疗意义,造血干细胞的这一特性成为了阻碍铁死亡在临床上使用的重大安全性考虑因素,因此,我们希望深度了解造成造血干细胞区别于其祖细胞对铁死亡具有高敏感性分子调控机制,希望以此为切入口,解决铁死亡诱导对造血干细胞的细胞毒性,提升铁死亡疗法的安全性。
铁死亡的敏感性
基于研究方向3的发现,我们还进一步地观察到了不同癌细胞对铁死亡诱导的敏感性也具有很大的差异。因此,我们希望通过探究不同癌细胞的基因组差异性来探索决定癌细胞对于铁死亡诱导敏感性的关键因素,并通过计算生物学的方法,建立铁死亡敏感性的预测模型。