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生命科学与技术学院高义萌团队揭示胚胎造血期急性炎症如何影响巨核细胞生成,成果发表于《发育》

来源:生命科学与技术学院   时间:2025-02-20  浏览:

血小板在维持机体凝血功能和血管健康方面至关重要,而它们的“前身”——巨核细胞(MKs)——则来源于造血祖细胞(HPCs)的分化。正常情况下,MKs的产生遵循逐步分化的经典造血模式,但在急性炎症等特殊情况下,这一过程可能会发生变化。例如,在压力造血环境下,巨核细胞祖细胞(MkPs)可以绕过正常分化路径,直接由造血干细胞(HSCs)产生。然而,急性炎症是否会影响MKs的成熟及血小板生成,仍然是一个悬而未决的问题。

RNA m6A修饰是一种常见的表观遗传调控方式,对造血发育具有重要影响。已有研究表明,m6A修饰在成人造血中起关键作用,但在胚胎时期是否具有类似的功能,以及它如何影响巨核细胞生成和血小板产生,仍然缺乏深入研究。

近日,同济大学生命科学与技术学院/附属东方医院高义萌团队在《发育》(Development)期刊上发表题为“Acute inflammation induces acute megakaryopoiesis with impaired platelet production during fetal hematopoiesis”的研究论文,阐明了胚胎期RNA m6A修饰的缺失会引发急性炎症,从而影响巨核细胞生成,并最终导致血小板生成受损。研究发现,急性炎症通过抑制胰岛素样生长因子1(IGF1)的表达,使MKs难以成熟,影响了正常的血小板供应。

研究利用Vav1-iCre; Mettl3fl/fl小鼠模型,专注于胚胎发育第14.5天(E14.5)的主要造血器官——胚胎肝脏。研究人员发现,在METTL3基因缺失的小鼠中,尽管巨核祖细胞(MkPs)异常积累,但最终成熟的多倍体巨核细胞(MKs)数量显著减少,血小板生成也因此受损。这一现象表明,尽管急性炎症可刺激MkPs增殖,但MKs的最终成熟和功能却被抑制。进一步的RNA测序和代谢通路分析显示,METTL3缺失会诱导大量双链RNA(dsRNA)形成,激活抗病毒反应通路,并引发干扰素刺激基因(ISG)和IFN家族等炎症因子的过量表达。这种急性炎症环境一方面会加速MEP向MKs方向的分化,但另一方面却抑制了关键生长因子IGF1的表达。IGF1在促进巨核细胞成熟及血小板生成中起着关键作用,因此其减少导致MKs发育受阻。进一步实验表明,补充IGF1可以部分恢复MKs的成熟,并改善血小板生成,表明IGF1可能是急性炎症环境下MKs发育的关键调节因子。

该研究基于高义萌团队此前在《免疫》(Immunity)上发表的工作,进一步拓展了RNA m6A修饰在造血发育及先天免疫调控中的作用。团队的研究还推动了METTL3小分子抑制剂STM2457(STC-15)的研发,该药物已在白血病的I期临床试验中展现了良好的治疗效果。

综上所述,研究揭示了RNA m6A修饰缺失如何通过诱导急性炎症,影响胚胎期巨核细胞的分化和血小板的产生,强调了METTL3在调控巨核细胞成熟及血小板生成中的关键作用。这些发现不仅加深了我们对造血发育的理解,还为优化METTL3抑制剂的临床应用提供了新的思路。

此项研究工作由同济大学高义萌研究员指导完成,博士生胡晓杰为论文第一作者。研究的完成得益于上海交通大学医学院/重庆医科大学李华兵教授,同济大学史偈君教授、林昶东教授等的大力支持,获得了国家自然科学基金委、中央高校基本科研业务费、上海市高校IV类高峰学科等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1242/dev.204226


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