模式動(dòng)物斑馬魚(yú)在基因組、蛋白質(zhì)組、胚胎發(fā)育以及疾病發(fā)生機(jī)制等方面均表現(xiàn)出與哺乳動(dòng)物高度類(lèi)似的特點(diǎn)，使其成為研究脊椎動(dòng)物胚胎發(fā)育、組織器官發(fā)生和人類(lèi)疾病的理想遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)模型。造血干細(xì)胞是存在于造血組織中的一群多能干細(xì)胞，能夠分化產(chǎn)生各種成熟血細(xì)胞（紅細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等）來(lái)維持生命體正常生理功能。造血干細(xì)胞移植是目前治療惡性血液病的重要方法，但是供體的嚴(yán)重匱乏極大地限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。如何從體外獲得大量可用于移植的、有功能的造血干細(xì)胞一直是基礎(chǔ)科學(xué)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)課題。解決此問(wèn)題的瓶頸就在于人們對(duì)造血干細(xì)胞的了解不夠完善，尤其是對(duì)其產(chǎn)生、維持和分化的機(jī)制知之甚少。最近，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員劉峰領(lǐng)導(dǎo)的血液與心血管發(fā)育研究組應(yīng)用斑馬魚(yú)模式動(dòng)物在造血干細(xì)胞發(fā)生及胚胎早期發(fā)育方面取得一系列重要進(jìn)展。
劉峰研究組應(yīng)用遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等多種研究手段，發(fā)現(xiàn)在造血干細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)程中BMP與ERK信號(hào)通路之間存在新的調(diào)控關(guān)系。在斑馬魚(yú)胚胎中，抑制BMP信號(hào)通路或敲低其下游因子Smad1/5之后，ERK1/2的表達(dá)水平會(huì)升高，這暗示著B(niǎo)MP-Smad1/5能夠在轉(zhuǎn)錄水平抑制erk1/2的表達(dá)。通過(guò)染色體免疫共沉淀（ChIP）研究發(fā)現(xiàn)，Smad1/5招募共抑制因子HDAC1到erk1/2的啟動(dòng)子區(qū)，使其乙�；较陆担瑥亩谵D(zhuǎn)錄水平上抑制erk1/2的表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚(yú)造血發(fā)育過(guò)程中，過(guò)量的ERK1/2能夠增強(qiáng)動(dòng)脈內(nèi)皮的特性以及內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接，最終導(dǎo)致生血內(nèi)皮的產(chǎn)生及內(nèi)皮-動(dòng)脈的轉(zhuǎn)化過(guò)程受到抑制，進(jìn)而影響造血干細(xì)胞的產(chǎn)生。這一研究結(jié)果也在小鼠模型中得到驗(yàn)證，證明BMP-Smad1/5對(duì)ERK1/2的抑制作用能夠?qū)RK維持在低水平，從而有利于造血干細(xì)胞的產(chǎn)生。這一發(fā)現(xiàn)為體外獲得造血干細(xì)胞提供了新的理論依據(jù)，也為干細(xì)胞治療提供了新的思路。該文章于2014年3月11日正式發(fā)表于Nature Communications（Zhang et al, Nat Commun, 5:3431, DOI: doi:10.1038/ ncomms 4431）。研究組博士生張春霞為第一作者，劉峰為通訊作者。該研究工作得到了科技部國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院百人計(jì)劃和干細(xì)胞專項(xiàng)的支持。
另外，劉峰研究組和中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所閻錫蘊(yùn)研究組合作發(fā)現(xiàn)細(xì)胞粘連分子CD146可以作為Wnt5a的受體，通過(guò)促進(jìn)非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，影響斑馬魚(yú)胚胎原腸期的匯聚延伸運(yùn)動(dòng)。該研究于2013年12月13日在Nature Communications 上發(fā)表，劉峰和閻錫蘊(yùn)為共同通訊作者（Ye et al, Nat Commun. 2013, 4:2803. DOI: 10.1038/ncomms3803）。和中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所楊運(yùn)桂研究組合作發(fā)現(xiàn)RNA甲基化復(fù)合體在斑馬魚(yú)胚胎早期發(fā)育中有重要調(diào)控作用，影響了某些組織（如體節(jié)等）的分化和細(xì)胞凋亡，進(jìn)一步證實(shí)了RNA甲基化作為一種新的表觀調(diào)控機(jī)制在脊椎動(dòng)物早期發(fā)育和細(xì)胞命運(yùn)決定中的作用。該研究工作于2014年1月10日在Cell Research 上發(fā)表，研究組王璐博士為論文共同第一作者，劉峰和楊運(yùn)桂為共同通訊作者（Ping et al, Cell Res. 2014, 24(2):177-89.）。
動(dòng)物所在造血干細(xì)胞及胚胎早期發(fā)育研究中獲系列進(jìn)展
