文档介绍：项目名称:组织干细胞的干性维持、分化控制和免疫调节研究首席科学家:时玉舫中国科学院上海生命科学研究院起止年限:2010年1月-2014年8月依托部门:中国科学院上海市科委一、研究内容1、组织干细胞静息和活化状态的转换及多潜能性研究研究干细胞静息和活化状态的转换,评价其分化的多潜能性,以认识组织干细胞的干性维持机制。拟应用已知的可能的组织干细胞的标志,制备组织干细胞遗传标记小鼠模型或进行离体标记,以显微切割系统进行单细胞水平的分离,利用已建立的组织干细胞长期培养观察系统进行培养观察,借助SOLiDTM技术平台对组织干细胞进行单细胞表达谱分析,以识别和鉴定组织干细胞,识别静息和活化的组织干细胞的特征,发现不同状态下组织干细胞的特异性分子标志,掌握静息和活化状态转换的分子机制;研究免疫因子对组织干细胞干性维持的影响及其机制;通过比较不同阶段的多潜能干细胞和单潜能前体细胞的mRNA和蛋白质表达谱以及表观遗传学谱,确定组织干细胞在遗传及表观遗传方面的特性标志,分析维持组织干细胞多潜能性的遗传和表观遗传作用机制,揭示组织干细胞干性维持的规律。2、组织干细胞分化启动和分化定向研究研究分化启动关键因子、抑分化因子和促分化因子平衡、免疫因子与分化的相关性、分化过程的阶段特性,以及异位再殖的分化特性。拟采用活体组织中干细胞遗传标记及其谱系示踪模型小鼠,制备组织干细胞分化模型,在不同的时间点(即不同的分化阶段)直接从活体中采取标记细胞和组织标本,采用原位和离体的方法对组织干细胞分化活动的过程及其调控进行具有时空特性的综合研究,其中包括:组织干细胞分化进程中结构空间特性的认识、不同分化阶段特征的鉴别、分化启动和分化定向关键调控因子的鉴定。在此基础上,也进行不同胚层来源的组织的组织干细胞之间的比较研究,以认识分化事件调控的基本规律。3、组织干细胞分化的遗传及表观遗传调控机制研究研究与组织干细胞分化相关的关键因子的遗传和表观遗传调控机制,加深对组织干细胞分化调控基本规律的认识。拟采用遗传学和表观遗传学研究体系,探讨已知的表观调控因子(包括组蛋白修饰分子、染色质重塑分子和microRNA)的生物学功能和作用机制;发现和鉴定新的表观遗传调控因子及其作用机制;研究免疫因子对组织干细胞分化的遗传及表观遗传调节的影响及其机制;运用生物信息学方法,整合不同层次的数据(mRNA、转录因子、microRNA和表观遗传调控相关分子),探索组织干细胞分化调控规律,为干预组织干细胞的分化提供依据。4、组织干细胞免疫调节研究研究组织干细胞的免疫生物学特性及机体免疫因素对组织干细胞的调控。拟利用功能基因组和蛋白质基因组高通量平台分析不同状态和阶段的组织干细胞免疫相关分子表达差异,明确组织干细胞免疫相关分子及其功能的识别和鉴定标志,研究免疫因子对组织干细胞干性维持、分化和免疫功能的影响,发现关键的免疫调控因子及其作用机制。进而在组织损伤和疾病动物模型中,研究机体微环境免疫因素对植入和内在的组织干细胞的激活、动员、向损伤靶组织定向迁移、分化、生长和凋亡的作用及其机制,发现干预调控靶点。研究组织干细胞移植对组织损伤和疾病动物的免疫影响和损伤修复作用,同时也研究间充质干细胞等移植可能产生的副作用,并研究组织干细胞移植的免疫排斥及可能的干预手段,探讨组织干细胞移植修复治疗及再生医学的新策略。二、预期目标总体目标以发现组织干细胞生物学的基本规律,发展精准调控组织干细胞的新策略,并将其应用于修复组织和治疗疾病为最终目标。本着“突出我国领域优势,着重解决符合重大需求的关键问题、瞄准国际基础理论前沿”的原则,立足于中国科学院干细胞重点实验室和上海干细胞研究所,并在我们研究已取得重要突破的基础上,利用项目组具有特色的技术平台和研究体系,研究组织干细胞发育的多潜能性、分化调控过程及其与机体免疫的交互作用,多层次地分析组织干细胞干性维持,分化启动及分化调控、免疫调控等关键制动节点。以期阐明组织干细胞干性维持、分化启动和分化定向的关键分子机制,确定其干预调控靶点,深入理解组织干细胞调控网络。认识组织干细胞与机体免疫交互作用的规律,为组织干细胞安全有效地应用于组织修复和疾病治疗,提供重要理论基础和技术支撑。进一步加快我国干细胞研究与再生医学、免疫和分子遗传等领域的衔接和交叉,形成高水平的学术研究人才梯队。五年目标与预期突破:1、确定组织干细胞静息及活化状态的识别标志,揭示组织干细胞干性维持的规律建立组织干细胞静息和活化状态的指纹图谱,确定组织干细胞的细胞编程差异及干细胞静息与活化状态的识别标志,发现组织干细胞共性及特性标志。研究并发现调控组织干细胞静息与活化状态的关键因子及多潜能性维持的遗传及表观遗传规律。并揭示不同组织的组织干细胞及其在体外和体内环境下干性维持的异同。通过对组织干细胞活化异常的干预研究,为