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造血干/祖细胞（Hematopoietic stem and progenitor cells，HSPCs）是一群能自我更新并分化为各种成熟血细胞的多能干细胞，其重建血液系统的能力是骨髓移植等方法治疗恶性血液疾病的关键。如何快捷有效获得可挽救病人的HSPCs，是临床治疗血液疾病的瓶颈，也是科学界关注的焦点课题。目前，有关HSPCs的研究虽取得了一定进展，但仍存在很多未解的难题，如:体内发育调控机制尚不完善，内源因子和外源信号的协同调控有待系统阐述，体外诱导和扩增方案不成熟。本论文将以5-羟色胺(5-HT)为切入点，以小鼠为模型，从体内和体外两个层次阐释5-HT对胚胎期HSPCs发育和扩增的影响及作用机制。 前期研究发现，神经系统和HSPCs发育有关联，参与5-HT合成的关键因子Pet1(Fev)可以调控斑马鱼HSPCs发育。另外，5-HT还可以促进人脐带血CD34+细胞的扩增。但是，5-HT在胚胎期血液发育中的作用却知之甚少。本论文中，我们结合化学药物处理，通过体外集落形成和脾结节实验证实，5-HT促进胚胎期HSPCs产生。在5-HT合成限速酶-色氨酸羟化酶的突变体（tph2+/-和pet1-cre;tph2+/fl）胚胎中，主动脉-性腺-中肾区(AGM)造血簇大小和数目显著降低，HSPCs重建受体小鼠造血能力显著下降。为寻找5-HT的来源，我们发现Pet1、Tph2和AAAD等参与5-HT合成的重要的转录因子和合成酶在AGM区内皮细胞和间充质细胞中均有表达。内皮细胞特异性缺失tph2（vec-cre;tph2+/fl和vec-cre;tph2fl/fl）的胚胎中，5-HT在AGM区内皮细胞中逐步降低，造血簇大小和数目下降。上述结果说明，AGM区产生的5-HT参与调控HSPCs发育。 为探究5-HT影响造血干细胞发育的机制，我们通过RNA-seq对tph2+/+和tph2+/-胚胎AGM区的全基因组表达谱进行了分析。除神经发生过程相关基因受影响外，我们还发现PI3K-AKT信号通路相关基因显著下调，细胞凋亡通路多个因子显著上调。cCasp3染色和TUNEL实验也证实，在5-HT下调的小鼠胚胎中，均能检测到造血簇中显著增加的凋亡信号。进一步研究表明，内皮细胞特异性缺失tph2（vec-cre;tph2+/fl和vec-cre;tph2fl/fl）的胚胎中，AGM区磷酸化的AKT和磷酸化的Foxo1显著降低，Foxo1表达水平升高。因此，内皮细胞中5-HT的降低通过AKT-Foxo1介导的凋亡通路抑制HSPCs的产生过程。 为了寻找HSPCs中5-HT的受体，我们通过qPCR和免疫荧光实验发现，Htr5a表达于AGM造血簇和内皮细胞中。特异性抑制Htr5a后，AGM组织中AKT和Foxo1的磷酸化水平降低且Foxo1表达水平升高。上述实验结果证实，5-HT通过H仃5a介导的AKT-Foxo1凋亡通路调控HSPCs存活。此外，我们惊奇地发现，在tph2-/-和pet1-cre;tph2fl/fl胚胎中，尽管凋亡信号显著上调，但AGM区造血簇数量却是正常的。深入研究表明，在完全缺失tph2的胚胎中，Shh-Nkx2.2-Lmx1b-Pet1通路因负反馈调控而上调，ERK信号被激活，进而促使造血簇中HSPCs增殖加快，使得tph2/-胚胎中造血发育缺陷恢复。 综上所述，我们发现AGM区内皮细胞来源的5-HT通过其受体Htr5a介导的AKT-Foxo1凋亡通路调控HSPCs存活，进而促进体内HSPCs的产生;外源添加5-HT可以促进集落形成和脾结节实验中的克隆形成。本研究首次证实了5-HT在HSPCs发育和扩增中的作用。上述成果不仅拓展和完善了体内HSPCs发育过程的调控机制，同时也为体外诱导和扩增有功能的HSPCs提供了新思路。