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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 科研進(jìn)展

研究揭示RNA m⁵C修飾調(diào)控造血干祖細(xì)胞擴(kuò)增機(jī)制

2025-03-07 北京基因組研究所

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5-甲基胞嘧啶（m⁵C）修飾是RNA最普遍的修飾之一。m⁵C修飾通過影響RNA出核、穩(wěn)定和剪接等過程來參與多種生物學(xué)功能。造血干祖細(xì)胞為支持生命持續(xù)，分化為各種類型的血細(xì)胞，是維持血液系統(tǒng)正常功能的核心細(xì)胞。造血干祖細(xì)胞在發(fā)育過程中經(jīng)歷快速的全局轉(zhuǎn)錄重編程，這些變化有助于細(xì)胞狀態(tài)和功能轉(zhuǎn)變。但是，全局轉(zhuǎn)錄重編程的分子機(jī)制以及NA m⁵C修飾在造血干祖細(xì)胞發(fā)育過程中是否發(fā)揮調(diào)控功能等問題尚不明晰。

中國科學(xué)院北京基因組研究所（國家生物信息中心）楊運(yùn)桂研究團(tuán)隊(duì)、動(dòng)物研究所劉峰團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院王璐團(tuán)隊(duì)，報(bào)道了Ybx1蛋白介導(dǎo)的mRNA m⁵C修飾在發(fā)育性造血中的關(guān)鍵作用，并為優(yōu)化造血干祖細(xì)胞體外擴(kuò)增策略提出了新見解與表觀轉(zhuǎn)錄組學(xué)策略。

該研究利用斑馬魚模型，運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組測序和RNA甲基化測序等技術(shù)，繪制出主動(dòng)脈-性腺-中腎區(qū)新生造血干祖細(xì)胞、尾部造血組織區(qū)造血干祖細(xì)胞以及成體腎髓區(qū)造血干祖細(xì)胞不同發(fā)育階段的RNA m⁵C修飾動(dòng)態(tài)圖譜。研究顯示，斑馬魚尾部造血組織中，m⁵C修飾水平最高。同時(shí)，主動(dòng)脈-性腺-中腎區(qū)新生造血干祖細(xì)胞發(fā)育至尾部造血組織區(qū)造血干祖細(xì)胞過程中，m⁵C修飾水平升高的mRNA表達(dá)更穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，RNA m⁵C修飾的識別蛋白Ybx1在尾部造血組織區(qū)的造血干祖細(xì)胞中高表達(dá)，并通過結(jié)合m⁵C修飾的細(xì)胞周期相關(guān)mRNA調(diào)控造血干祖細(xì)胞增殖。而Ybx1缺失抑制造血干祖細(xì)胞的增殖，可通過過表達(dá)Ybx1蛋白恢復(fù)其擴(kuò)增能力。

進(jìn)一步，該研究在小鼠胎肝Lineage-Sca-1+c-Kit+造血干祖細(xì)胞模型中觀測到同樣的生物學(xué)現(xiàn)象，表明m⁵C修飾通過Ybx1蛋白介導(dǎo)細(xì)胞周期相關(guān)mRNA的穩(wěn)定性，從而在不同物種中調(diào)控造血干祖細(xì)胞的擴(kuò)增功能。

上述研究揭示了m⁵C修飾在調(diào)控造血干祖細(xì)胞擴(kuò)增中的作用，為造血干祖細(xì)胞研究提供了新視角。

相關(guān)研究成果以RNA m⁵C methylation mediated by Ybx1 ensures hematopoietic stem and progenitor cell expansion為題，發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》（Cell Reports）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院等的支持。

論文鏈接

Ybx1介導(dǎo)RNA m⁵C修飾確保HSPC擴(kuò)增模式圖

5-甲基胞嘧啶（m5C）修飾是RNA最普遍的修飾之一。m5C修飾通過影響RNA出核、穩(wěn)定和剪接等過程來參與多種生物學(xué)功能。造血干祖細(xì)胞為支持生命持續(xù)，分化為各種類型的血細(xì)胞，是維持血液系統(tǒng)正常功能的核心細(xì)胞。造血干祖細(xì)胞在發(fā)育過程中經(jīng)歷快速的全局轉(zhuǎn)錄重編程，這些變化有助于細(xì)胞狀態(tài)和功能轉(zhuǎn)變。但是，全局轉(zhuǎn)錄重編程的分子機(jī)制以及NA m5C修飾在造血干祖細(xì)胞發(fā)育過程中是否發(fā)揮調(diào)控功能等問題尚不明晰。中國科學(xué)院北京基因組研究所（國家生物信息中心）楊運(yùn)桂研究團(tuán)隊(duì)、動(dòng)物研究所劉峰團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院王璐團(tuán)隊(duì)，報(bào)道了Ybx1蛋白介導(dǎo)的mRNA m5C修飾在發(fā)育性造血中的關(guān)鍵作用，并為優(yōu)化造血干祖細(xì)胞體外擴(kuò)增策略提出了新見解與表觀轉(zhuǎn)錄組學(xué)策略。該研究利用斑馬魚模型，運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組測序和RNA甲基化測序等技術(shù)，繪制出主動(dòng)脈-性腺-中腎區(qū)新生造血干祖細(xì)胞、尾部造血組織區(qū)造血干祖細(xì)胞以及成體腎髓區(qū)造血干祖細(xì)胞不同發(fā)育階段的RNA m5C修飾動(dòng)態(tài)圖譜。研究顯示，斑馬魚尾部造血組織中，m5C修飾水平最高。同時(shí)，主動(dòng)脈-性腺-中腎區(qū)新生造血干祖細(xì)胞發(fā)育至尾部造血組織區(qū)造血干祖細(xì)胞過程中，m5C修飾水平升高的mRNA表達(dá)更穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，RNA m5C修飾的識別蛋白Ybx1在尾部造血組織區(qū)的造血干祖細(xì)胞中高表達(dá)，并通過結(jié)合m5C修飾的細(xì)胞周期相關(guān)mRNA調(diào)控造血干祖細(xì)胞增殖。而Ybx1缺失抑制造血干祖細(xì)胞的增殖，可通過過表達(dá)Ybx1蛋白恢復(fù)其擴(kuò)增能力。進(jìn)一步，該研究在小鼠胎肝Lineage-Sca-1+c-Kit+造血干祖細(xì)胞模型中觀測到同樣的生物學(xué)現(xiàn)象，表明m5C修飾通過Ybx1蛋白介導(dǎo)細(xì)胞周期相關(guān)mRNA的穩(wěn)定性，從而在不同物種中調(diào)控造血干祖細(xì)胞的擴(kuò)增功能。上述研究揭示了m5C修飾在調(diào)控造血干祖細(xì)胞擴(kuò)增中的作用，為造血干祖細(xì)胞研究提供了新視角。相關(guān)研究成果以RNA m5C methylation mediated by Ybx1 ensures hematopoietic stem and progenitor cell expansion為題，發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》（Cell Reports）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院等的支持。論文鏈接Ybx1介導(dǎo)RNA m5C修飾確保HSPC擴(kuò)增模式圖

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