GA黄金甲

　　在脊椎动物胚胎发育过程中，次级造血(definitive hematopoiesis)过程能够产生造血干祖细胞(hematopoietic stem and progenitor cell, HSPC),而HSPC拥有产生所有谱系的血细胞和维持机体平生血液系统的能力。在次级造血时期，哺乳动物自动脉-性腺-中肾区或斑马鱼背自动脉腹侧壁区域中的一部门内皮细胞接受细胞内、表信号，获得造血潜能，成为生血内皮细胞。这些生血内皮细胞逐步扭转自体态态，由扁平变为球形，并从背自动脉脱离出来最终转变为HSPC。但是，这些内皮细胞若何被精确调控以进行内皮-造血的命运行变仍未齐全探索明显。 

　　近日，GA黄金甲（国度生物信息中心）杨运桂钻研组和GA黄金甲动物钻研所刘峰钻研组合作在PNAS杂志上颁发了题为 “Cpeb1b-mediated cytoplasmic polyadenylation of shha mRNA modulates zebrafish definitive hematopoiesis” 的钻研论文，揭示了胞质多聚腺苷酸化调控斑马鱼HSPC发育的机造。 

　　钻研团队发现，斑马鱼胚胎发育过程中cpeb1b在脊索区域高表白，双荧光原位杂交显示其与脊索特异性表白基因shha拥有共定位。随后一系列表型分析尝试显示Cpeb1b缺失导致次级造血过程中HSPC的产生削减，并且HSPC削减是由生血内皮细胞特化缺点导致。为了进一步钻研Cpeb1b的造血调控机造，团队网络了分歧发育时期的野生型和cpeb1b突变体胚胎进行RNA-seq分析。GO (gene ontology)分析显示，在Cpeb1b缺点胚胎中，已知参加HSPC发育调控的关键信号通路Hedgehog产生了下调。结合后续生化分析，证实了Cpeb1b缺点导致Hedgehog通路活性抑造，并进一步导致Hedgehog-Vegf-Notch 信号轴下调，最终造成HSPC的产生削减。 

　　团队进一步通过组学及生化尝试钻研该表型的分子机造。RNA immunoprecipitation (RIP)-seq和RIP-qPCR尝试了局显示，Cpeb1b结合Hedgehog通路关键配体shha的mRNA。序列分析显示，shha mRNA的3' UTR含有经典的CPE motif。通过凝胶电泳阻滞试验(electrophoretic mobility shift assay, EMSA)及体表/体内的CPE motif探针pull-down尝试发现，Cpeb1b能结合野生型CPE motif探针而非motif序列突变的探针，证了然Cpeb1b与shha mRNA的特异性相互作用依赖于CPE motif。 

　　通过观察荧光象征的Cpeb1b、shha mRNA和非典型poly(A)聚合酶Tent2亚细胞定位发现，这些分子共同形成胞质内的凝聚物，并且分歧凝聚物能够产生融合。光漂白复原(fluorescence recovery after photobleaching, FRAP)尝试显示，这些凝聚物中的分子能够扩散并与周围的溶液进行互换，进一步证了然凝聚物的类液体个性，团队因而揣摩此凝聚物由液-液相分离(liquid-liquid phase separation, LLPS)产生。后续分析发现，固然Cpeb1b自身无法产生相分离，但此凝聚物中含有能产生相分离的Pabpc1b蛋白，Cpeb1b能够通过推进Pabpc1b蛋白相分离来形成大量凝聚物。然而，此凝聚景象的具体作用和具体分子机造还有待进一步说明。 

　　团队提取了细胞质RNA作为资料并通过PAT (PCR poly(A) test)尝试探索Cpeb1b是否调控早期发育过程中胞质内shha mRNA的多聚腺苷酸化。了局显示与野生型相比，cpeb1b突变体中shha mRNA的poly(A)长度显著更短；作为对照的非Cpeb1b靶标rps18 mRNA的poly(A)长度在野生型和突变体组之间没有差距。由此证明，Cpeb1b参加调控shha mRNA的胞质多聚腺苷酸化。通过核糖体图谱分析(ribosome profiling)发现，与野生型相比，cpeb1b突变体中shha mRNA的翻译效能更低。蛋白印迹分析显示cpeb1b突变体中Shha蛋白水平也出现降落。因而，Cpeb1b通过多聚腺苷酸化来调控shha mRNA的翻译效能。 

　　综上所述，该钻研发此刻斑马鱼早期胚胎发育过程中，Cpeb1b介导的shha mRNA胞质多聚腺苷酸化能加强其翻译效能，从而提高Shha蛋白水平。Shha蛋白通过激活Hedgehog-Vegf-Notch信号轴来推进生血内皮细胞的特化，进而维持正常的HSPC产生过程。这些发现为解析信号通路若何被精确调控并领导内皮细胞进行内皮-造血的命运行变提供新的线索。 

　　该钻研得到了基金委，科技部和中科院先导等项目赞助。 

Cpeb1b介导的shha mRNA胞质多聚腺苷酸化调控斑马鱼HSPC发育的机造示意图

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