【基金標(biāo)書(shū)】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(xiàng)目名稱(chēng)： 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(shí)玉舫 中國(guó)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(mén)： 中國(guó)科學(xué)院 上海市科委一、研究?jī)?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(píng)價(jià)其分化的多潛能性，以認(rèn)識(shí)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(zhǎng)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(tái)對(duì)組織干細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞表達(dá)譜分析，以識(shí)別和鑒定組織干細(xì)胞，識(shí)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(duì)組織干細(xì)胞干性維持的影響及其機(jī)制；通過(guò)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(dòng)和分化定向研究研究分化啟動(dòng)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(guò)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(shí)間點(diǎn)（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(duì)組織干細(xì)胞分化活動(dòng)的過(guò)程及其調(diào)控進(jìn)行具有 時(shí)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(shí) 、不同分化階段特征的鑒別、分化啟動(dòng)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(lái)源的組織的組織干細(xì)胞之間的比較研究，以 認(rèn)識(shí)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(duì)組織干細(xì)胞分化調(diào)控基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)。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(duì)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(duì)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(tái)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(shí)別和鑒定標(biāo)志，研究免疫因子對(duì)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(dòng)物模型中，研究機(jī)體微環(huán)境免疫因素對(duì)植入和內(nèi)在的組織干細(xì)胞的激活、 動(dòng)員 、向損傷靶組織定向遷移、分化、生長(zhǎng) 和凋亡的作用及其機(jī)制， 發(fā)現(xiàn)干預(yù)調(diào) 控靶點(diǎn)。研究組織干細(xì)胞移植對(duì)組織損傷和疾病動(dòng)物的免疫影響和損傷修復(fù)作用，同時(shí)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(guó) 領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)，著重解決符合重大需求的關(guān) 鍵問(wèn)題、瞄準(zhǔn)國(guó)際基礎(chǔ)理論前沿” 的原則，立足于中國(guó)科學(xué)院干細(xì)胞重點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目組具有特色的技術(shù)平臺(tái)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(guò)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(dòng) 及分化調(diào)控、免疫 調(diào)控等關(guān)鍵制動(dòng)節(jié)點(diǎn)。以期闡明組織 干細(xì)胞干性維持、分化啟動(dòng)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(diǎn)，深入理解組織干細(xì)胞調(diào)控網(wǎng) 絡(luò)。 認(rèn)識(shí)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(guó)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(duì)。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(shí)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(shí)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(guò)對(duì)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(dòng)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(shí)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(dòng)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(jí)的分子“ 分化樹(shù)” ，以豐富組織干細(xì)胞的分化過(guò)程及其分化調(diào)控分子基礎(chǔ)方面的知識(shí)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(shí)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(shí)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(píng)價(jià)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(shí)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(shí)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(diǎn)，提供免疫調(diào)節(jié)新策略?；谝陨夏繕?biāo)，本項(xiàng)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(guó)際權(quán)威刊物上發(fā)表論文 30 篇以上，申報(bào)發(fā)明專(zhuān)利 30 項(xiàng)，取得具有國(guó)際影響的原創(chuàng)性成果 3-5 項(xiàng)，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(duì)。三、研究方案學(xué)術(shù)思路本項(xiàng)目針對(duì)制約組織干細(xì)胞研究和應(yīng)用的理論瓶頸問(wèn)題，以“ 確定組織干細(xì)胞靜息狀態(tài)、活化狀態(tài)及分化 過(guò)程的識(shí)別標(biāo)志、揭示組織干細(xì)胞干性維持的規(guī)律、認(rèn)識(shí)組織干細(xì)胞分化啟動(dòng)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(píng)價(jià)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(shì)學(xué)科力量，開(kāi)展多學(xué)科交叉綜合性研究，集中攻關(guān)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。依據(jù) 組織 干細(xì)胞生物學(xué)活動(dòng)的過(guò)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(diǎn)，探索組織干細(xì)胞分化啟動(dòng)和分化定向的關(guān)鍵分子和靶點(diǎn)、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(tái)。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(tái)系統(tǒng)，在單細(xì)胞水平對(duì)組織干細(xì)胞進(jìn)行識(shí)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(shí)間點(diǎn)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(cè)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(duì)其進(jìn)行識(shí)別和鑒定的目的。5. 通過(guò) DNA 甲基化檢測(cè)、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(shí)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(tái)，建立組織干細(xì)胞免疫學(xué)功能的識(shí)別鑒定體系。運(yùn)用趨化因子及其受體分析平臺(tái)，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(dòng)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(shí)研究組織損傷和疾病狀態(tài)時(shí)，機(jī)體免疫因素對(duì)組織干細(xì)胞的免疫相關(guān)分子表達(dá)、動(dòng)員、激活、趨化遷移、分化、生長(zhǎng)和凋亡等的影響。以上各研究?jī)?nèi)容相對(duì)獨(dú)立，而同時(shí)密切配合，交叉互用，形成一個(gè)有機(jī)整體。創(chuàng)新點(diǎn)和特色：本項(xiàng)目針對(duì)組織干細(xì)胞的干性維持、分化啟動(dòng)、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(wèn)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(gè)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(tái)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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)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(shù)”，從時(shí)間和空間的角度，解析組織干細(xì)胞分化過(guò) 程及其調(diào)控作用的分子基礎(chǔ)。同時(shí)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(diǎn)。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(dòng)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(shí)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(duì)機(jī)體修復(fù)和免疫調(diào)控作用，同時(shí)觀察機(jī)體局部微環(huán)境對(duì)前者分化發(fā)育和功能的調(diào)控影響，是本項(xiàng)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(duì)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(duì)組織干細(xì)胞的動(dòng)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(guò)上述幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的研究，若達(dá)預(yù)期目標(biāo)，本 項(xiàng)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(shí)干細(xì)胞生物學(xué)的知識(shí)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?xiàng)目依據(jù)組織干細(xì)胞最新研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展前景，立足于已有工作基礎(chǔ)和技術(shù)平臺(tái)， 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(wèn)題，經(jīng)過(guò)充分科學(xué)論證，展開(kāi)系 統(tǒng)研究，從而保證該項(xiàng)目的立項(xiàng)和實(shí)施的可行性。1、研究隊(duì)伍：本項(xiàng)目組成員均為來(lái)自國(guó)家及部門(mén)干細(xì)胞等重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研一線(xiàn)優(yōu)秀中青年專(zhuān)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(guó)際影響力的學(xué)術(shù)成績(jī)。擬推薦的首席科學(xué)家時(shí)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(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)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(yàn)。2、工作積累：本項(xiàng)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(xiàng)目的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在國(guó) 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(dòng)的“開(kāi)關(guān)效應(yīng)” 學(xué)說(shuō)；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(dòng)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(xiàng)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(tái)，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(guò)對(duì)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(yíng)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(xiàng)目的 實(shí)施提供了豐富知識(shí)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(zhǎng)因子（Stem Cells. 2009, In press）促進(jìn)了對(duì)干細(xì)胞的全新認(rèn)識(shí)。早在 1989 年即提出了激活誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的重要學(xué)說(shuō)（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(shù)突狀細(xì)胞（dendritic cells，DC），并發(fā)現(xiàn)胚胎時(shí)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(guò)趨化因子直接招募大量 DC 前體細(xì)胞以制備疫苗，開(kāi)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(wèn)題中 (Journal of Biological Chemistry. 2004, 279: 2719；Human Mutation. 2009, In press 等) 。這些為本項(xiàng)目的跨學(xué)科合作提供了經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)。3、技術(shù)平臺(tái)和儀器設(shè)備：本項(xiàng)目組擁有較成熟的技術(shù)平臺(tái)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(dòng) DNA 測(cè)序儀和高通量芯片的基因功能組學(xué)平臺(tái)；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(tái)；DNA 甲基化分析系 統(tǒng)、 ChIP-chip (seq)、MeDIP-chip (seq)技術(shù)和 microRNA 深度測(cè)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(tái)；多色高速流式 細(xì)胞儀、SPF 級(jí)的動(dòng)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(kāi)展系統(tǒng)化研究。項(xiàng)目組織管理和運(yùn)作體制分項(xiàng)目和課題兩個(gè)層次。項(xiàng)目設(shè)一名負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的組織和實(shí)施。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人聘請(qǐng)各相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域成就卓著的專(zhuān)家組成項(xiàng)目專(zhuān)家組，參與項(xiàng)目的組織、運(yùn)行領(lǐng)導(dǎo)和管理，協(xié)助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，審 核和確定項(xiàng)目的學(xué)術(shù)思想、技術(shù)路線(xiàn)以及研究計(jì)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(shí)施整體性運(yùn)作方案，集成 發(fā)展技術(shù)平臺(tái)，充分 發(fā)揮項(xiàng) 目各課題組及承擔(dān)單位的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和關(guān)鍵研究實(shí)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(xiàng)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(guò)程及其與機(jī)體免疫的交互作用為核心，針對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題選擇突破點(diǎn)，將項(xiàng)目設(shè)臵為四個(gè)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(tái)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)，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(cè)序技術(shù)，對(duì)組織干細(xì)胞進(jìn)行單細(xì) 胞分離和表達(dá)譜分析，以識(shí)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?jī)?nèi)容： 研究干細(xì)胞靜息和活化狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，評(píng)價(jià)其分化的多潛能性，以認(rèn)識(shí)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(zhǎng)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(tái)對(duì)組織干細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞表達(dá)譜分析，以識(shí)別和鑒定組織干細(xì)胞，識(shí)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(duì)組織干細(xì)胞干性維持的影響及其機(jī)制；通過(guò)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(dòng)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(shí)間點(diǎn)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(duì)組織干細(xì)胞分化啟動(dòng)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(jí)的分子“ 分化樹(shù)”，以豐富組織干細(xì)胞生物學(xué)中關(guān)于分化啟動(dòng)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(shí)體系。 研究?jī)?nèi)容： 研究分化啟動(dòng)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(guò)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(shí)間點(diǎn)（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(duì)組織干細(xì)胞分化活動(dòng)的過(guò)程及其調(diào)控進(jìn)行具有時(shí)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(shí)、不同分化階段特征的鑒別、分化啟動(dòng)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(lái)源的組織的組織干細(xì)胞之間的比較研究，以認(rèn)識(shí)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(guó)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(lái)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?jī)?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(duì)組織干細(xì)胞分化調(diào)控基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)。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(duì)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(guó)人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)、中國(guó)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(tái)，篩選并明確不同階段組織干細(xì)胞免疫識(shí)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(dòng)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(shí)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(diǎn)和提供免疫調(diào)控的新策略。 研究?jī)?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(duì)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(tái)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(shí)別和鑒定標(biāo)志，研究免疫因子對(duì)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(dòng)物模型中，研究機(jī)體微環(huán)境免疫因素對(duì)植入和內(nèi)在的組織干細(xì)胞的激活、動(dòng)員、向損傷靶組織定向遷移、分化、生長(zhǎng)和凋亡的作用及其機(jī)制， 發(fā)現(xiàn)干預(yù)調(diào) 控靶點(diǎn)。研究組織干細(xì)胞移植對(duì)組織損傷和疾病動(dòng)物的免疫影響和損傷修復(fù)作用，同時(shí)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(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院、中國(guó)人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 時(shí)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(jì)劃時(shí) 間研究?jī)?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(diǎn)帶 GFP 遺傳標(biāo)記的不同來(lái)源的多種組織干細(xì)胞。2、 對(duì)單個(gè) CD133+細(xì)胞進(jìn)行長(zhǎng)期培養(yǎng)觀察，測(cè)定克隆形成的過(guò)程，并結(jié)合免疫熒光染色對(duì)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(tái)對(duì)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(dòng)子所驅(qū)動(dòng)的 GFP 的轉(zhuǎn)基因小鼠品系；5、 建立干細(xì)胞動(dòng)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(lái)源的多種CD133+組織干細(xì)胞的篩分方法。2、 確定不同組織來(lái)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(shí)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(shí)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(dòng)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(duì)活體組織中干細(xì)胞動(dòng)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(diǎn)，分析抑分化因子與干細(xì)胞分化啟動(dòng)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(tái)，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(duì)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(cè) 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(shí)驗(yàn)體系和技術(shù)平臺(tái)；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(tái)；13、 了解組織干細(xì)胞對(duì) 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(guó)際權(quán)威刊物上發(fā)表 3 篇，培養(yǎng)研究生8 名。11、 通過(guò)大規(guī)模、高通量的深度測(cè)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(yàn)證分析 miRNA 在不同類(lèi)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(tái)和蛋白質(zhì)組平臺(tái)，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(duì) 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(duì)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(duì)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(duì)不同來(lái)源的組織干細(xì)胞處理，研究其對(duì)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(bào)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(dòng)子所驅(qū)動(dòng)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(guò)程中的不同時(shí)間點(diǎn)，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(gè)分化階段的指紋圖譜；6、 收集各相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)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(gè)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(jí)的分子“分化樹(shù)”；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(duì) 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(diǎn)闡明組織干細(xì)胞對(duì) T 細(xì)胞的影響方式。胞的“分化樹(shù) ”。7、繼續(xù)對(duì)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(duì)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(shí)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(xiàn)或者化療藥物制造組織損傷，檢測(cè) Mll5 基因敲除后，組織干細(xì)胞在損傷修復(fù)過(guò)程中的變化；10、 通過(guò)過(guò)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(guò)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(tái)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(duì)已發(fā)現(xiàn)的組織干細(xì)胞對(duì) 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(guó)際權(quán)威刊物上發(fā)表 3 篇，申請(qǐng)專(zhuān)利 3項(xiàng)，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(cè)組織干細(xì)胞對(duì) 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(lèi)和pathway 聚類(lèi)，篩選出候選的分化啟動(dòng)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(gè)方面，逐個(gè)分析各候選關(guān)鍵因子對(duì)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(dòng)和分化定向的關(guān)鍵因子；3、 明確各候選關(guān)鍵因子對(duì)遺傳標(biāo)記細(xì)胞分化啟動(dòng)和分化中的作用； 4、 認(rèn)識(shí)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(duì)組織干細(xì)胞分化行為的影響。5、 通過(guò)亞硫酸氫鈉修飾、MSP 和BSP 測(cè) 序的方法，檢測(cè) 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(hào)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(yú)重要組織如肝臟、心臟等干細(xì)胞特異轉(zhuǎn)錄因子驅(qū)動(dòng)的 GFP 表達(dá)的轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)系，通過(guò)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(duì)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(yú)技術(shù)體系；9、 闡明組織干細(xì)胞對(duì)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(guó)際權(quán)威刊物上發(fā)表 6 篇，申請(qǐng)專(zhuān)利 5項(xiàng)，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(dú)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(cè)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(duì)以上建立的功能缺失或功能獲得的模型進(jìn)行潛能性測(cè)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(lái)源的組織干細(xì)胞分別植入 FAH-/-小鼠，在不同時(shí)間點(diǎn)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(píng)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(lái)源組織干細(xì)胞的再殖能力與再殖特點(diǎn)；3、 明確組織干細(xì)胞再殖部位所浸潤(rùn)的免疫細(xì)胞的類(lèi)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(yú)肝臟、心臟再生中的作用；價(jià)不同來(lái)源細(xì)胞的再殖能力與再殖特點(diǎn)。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(gè)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(duì)一些特別的因子，對(duì)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(píng)價(jià)其對(duì)再殖效率的影響。6、 結(jié)合各組織來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞植入后不同時(shí)期形態(tài)學(xué)和不同種類(lèi)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(lèi)，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(lèi)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(dòng)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(shí)別和鑒定標(biāo)志；9、闡明有效免疫因子或其組合對(duì)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(tái)，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(guó)際權(quán)威刊物上發(fā)表 10 篇，申請(qǐng)專(zhuān)利10 項(xiàng)，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(yú)心臟、肝臟再生過(guò)程中miRNA 的動(dòng)態(tài)的表達(dá)變化譜式，再結(jié)合敲除特異 miRNA, 研究單個(gè) miRNA 對(duì)于干細(xì)胞介導(dǎo)的再生過(guò)程的影響。9、 通過(guò)動(dòng)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)員、激活、分化、生長(zhǎng)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(duì)不同來(lái)源的組織干細(xì)胞處理，研究其對(duì)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(duì)不同來(lái)源的組織干細(xì)胞處理，研究其對(duì)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(duì) mRNA 和1、 揭示免疫調(diào)節(jié)因子及免疫拮抗因子對(duì)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(shí)組織干細(xì)胞分化啟動(dòng)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(shí)；5、 在組織損傷和疾病動(dòng)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(dòng)和分化定向的關(guān)鍵因子的相互關(guān)系；4. 不同組織來(lái)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(dòng)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(guò)程中的作用及其機(jī)制，并評(píng)價(jià)人為干預(yù)的可行性；6. 在組織損傷和疾病動(dòng)物模型中，研究分析組織干細(xì)胞移植對(duì)機(jī)體免疫的影響作用及其機(jī)制；7. 通過(guò)檢測(cè)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(duì)靶組織損傷的修復(fù)機(jī)制；8. 同時(shí)研究機(jī)體對(duì)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(guó)際權(quán)威刊物上發(fā)表 12 篇，申請(qǐng)專(zhuān)利 12 項(xiàng)，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(hào)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。