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目前造血干细胞移植已经成为临床治疗血液病和血液系统恶性肿瘤的重要手段之一，其中骨髓、外周血和脐血是其造血干细胞的重要来源。由于脐血来源丰富、采集方便、免疫原性弱，又较骨髓和外周血移植有更多优势，因此，近年来脐血移植越来越受到重视。然而，由于脐血造血干/祖细胞含量较低，难以满足成年及体重较大患者的需要；且脐血移植后造血重建延迟、感染性并发症增加，很难收到满意的疗效，已严重限制其在临床中的应用。如何有效地获取足量的造血干细胞以满足临床需要，已成为一个亟待解决的问题。大量的研究表明，Notch信号途径是调控干细胞增殖分化的重要信号通路之一，Notch受体和配体在造血系统广泛表达，激活Notch信号通路能够促进HSCs的自我更新，这为有效获取足量的HSCs提供了新的思路。本课题以人脐静脉内皮细胞作为培养体系的支持细胞，模拟造血干细胞生长的微环境，联合应用外源性生长因子SCF、TPO、FL、IL-6、IL-3及一种内皮细胞靶向的Notch配体D1R(人D1R，hD1R），与造血干/祖细胞共培养，建立一种有效的体外扩增体系，并通过给照射小鼠体内直接注射D1R蛋白，重点观察了其对HSPCs在骨髓、肝脏的植入和对造血微环境的影响，进一步分析了内皮细胞靶向的Notch配体激活的Notch信号在维持造血干/祖细胞自我更新、促进植入的重要作用及相关机制。研究结论如下：1、建立了基于Notch信号调节的体外培养体系，明显地扩增了小鼠的造血干/祖细胞，并通过体内移植实验证明了扩增的造血细胞具有长期造血重建的能力。提示D1R激活的Notch信号维持了HSPCs自我更新的特性，促进了增殖。2、在照射小鼠造血损伤实验中，同时给照射小鼠体内注射D1R融合蛋白，有效地保护了造血微环境，显著地扩增了体内残存的HSPCs，并通过骨髓移植实验证明扩增的体内HSPCs具有造血重建的能力。3、在小鼠骨髓移植实验中，直接给移植后的受体小鼠注射D1R融合蛋白，有效地促进了供体细胞在骨髓、肝脏、脾脏的植入，并通过在肝脏、脾脏诱导形成血管龛样的结构支持扩增了供体细胞，提高小鼠存活率，并且降低了小鼠造血重建所需的最低造血细胞数量。4、利用已建立的体外培养体系，有效地扩增了人脐血CD34+细胞，并通过NOD/SCID小鼠体内移植实验证明了扩增的造血细胞具有造血重建的能力。综上所述，我们通过内皮细胞靶向的Notch配体（D1R、 hD1R）建立了有效的体外扩增体系，并首次将D1R融合蛋白直接在小鼠体内应用，重点观察了其对HSPCs的植入和对造血微环境的影响，进一步明确了血管内皮细胞靶向的Notch配体激活的Notch信号对维持造血干/祖细胞特性、促进植入的重要作用，为实现临床应用提供实验基础。