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造血干细胞移植(Hematopoietic Stem Cell Transplantation)可以用于治疗白血病等多种血液系统疾病,但造血干细胞(HSCs)不易获得且数量稀少。若能获得足量的功能性造血干细胞,将对血液病的临床治疗起到积极的推动作用。RUNXla是调控造血干细胞早期发育的重要转录因子。在人类胚胎干细胞系H9中异位表达RUNXla,能够显著加速其向造血干细胞分化的进程,但分子机理尚未明确。本课题利用异位表达RUNXla体外造血分化体系,选取造血定向分化不同时期的三个时间点：异位表达RUNXla两天后造血干细胞样本(0天),有造血前体细胞出现的样本(6天),50%左右造血干祖细胞出现的样本(11天)。采用二代测序技术ChIP-seq和RNA-seq,利用生物信息分析方法来研究异位表达RUNXla促进胚胎干细胞造血定向分化的转录调控机制。通过RUNXla下游靶基因及相关通路表达水平的改变,探索RUNXla参与胚胎干细胞向造血谱系分化的途径。分析结果显示,在胚胎干细胞状态下RUNXla主要参与基因转录过程调控和基础合成代谢。随着分化的进行,6天和11天时RUNXla会调控血管内皮细胞的形态改变和发育。提示RUNXla在血管内皮细胞向造血干细胞分化过程中起到作用。11天时RUNXla富集到造血相关功能。并且发现受RUNXla调控的靶基因中,造血系统重要转录因子HOXB4和FLI1随着分化进行,表达水平有升高趋势,提示RUNXla可能是参与早期造血分化调控的上游重要节点。此外异位表达RUNXla后,WNT基因表达趋势先升高后降低,BMP4基因表达持续升高。提示在胚胎干细胞向造血定向分化过程中,RUNXla有可能通过影响WNT和BMP4来部分调控WNT和BMP信号通路,从而加速造血分化的进程。本课题的研究为探索异位表达RUNXla促进胚胎干细胞造血定向分化的分子机理提供一定线索。