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多能干细胞(PSC)定向分化为造血干细胞(HSC)的研究为解决"血荒"、移植供者来源不足以及开拓血液制品来源提供了新途径。iPSC技术的出现又避免了人ESC应用涉及的法律、伦理道德等问题,更重要的是,病人特异的iPSC来源的HSC在移植后可避免免疫排斥反应,为实现个体化的再生医学开辟了新方向。如何体外诱导人多能干细胞分化为可长期移植的造血干细胞和功能性的成熟血细胞是目前最大的挑战。本研究从造血微环境中一重要成员骨髓间充质干细胞着手,寻找MSC促成骨分化的转录因子,并阐明ETV6在骨髓MSC分化和人多能干细胞造血分化中的作用,为促进体外人多能干细胞向功能性造血干/祖细胞分化提供新的方案。第一章TEL/ETV6对骨髓间充质干细胞成骨成脂分化的调控作用研究成骨细胞对造血微环境以及造血干细胞的维持与稳定至关重要,因此,通过调控骨髓间充质干细胞成骨分化并作为基质可能有助于体外人能干细胞分化来源的造血干/祖细胞成熟。本章节通过大量筛选促进骨髓间充质干细胞成骨细胞分化的转录因子,发现了 ETV6、ETV2和LM02三个基因可以很大程度地促进成骨分化,而ETV3、GATA1和HOXB4则有相反的作用。我们进一步研究还发现ETV6通过调控骨髓MSC成骨成脂分化过程中的重要基因,包括RUNX2、MSX2等,来实现对MSC分化的调控。而且ETV6是成骨成脂分化所不可缺少的,一旦缺失会阻滞MSC的分化。最后,本研究还发现ETV6过表达的骨髓间充质干细胞具有更大的造血干细胞支持作用,为以后HSC的体外扩增和体外多能干细胞造血分化提供实验依据。第二章TEL/ETV6在诱导性多能性干细胞向造血细胞分化中的作用TEL/ETV6基因突变和染色体异位常见于白血病,因此一直被认为是造血干细胞一个重要的转录调控因子。但是目前为止关于TEL/ETV6基因在人造血干细胞生成过程中的作用及其调控机制尚不清楚,是否有助于体外多能干细胞造血分化研究也不明确。本章通过优化首先建立了一种新的稳定高效的体外人多能干细胞向造血细胞分化体系,并利用CRISPR/Cas9技术在人诱导性多能细胞上将ETV6敲除,进一步研究ETV6在造血分化过程中的作用。本课题证明ETV6不是iPS的多能性维持所需要,而且发现ETV6的敲除对hiPSC到造血干/祖细胞分化阶段没有影响,但是在造血干/细胞向巨核细胞成熟分化这一过程中起到了关键的作用,ETV6敲除后严重阻碍了 CD34+CD45+造血干/祖细胞向巨核细胞的分化。而且,我们也通过ETV6过表达的骨髓MSC与iPSC混合后诱导造血分化,从另一角度证明了 ETV6可以通过骨髓间充质干细胞的调控作用促进造血干/祖细胞的分化。本课题也是第一次全面探索ETV6在人造血发生过程中的作用,为体外产生可移植的造血干细胞提供了依据。