2019年1月10日，我院第三层次引进人才兰雨研究员、中国医学科学院余佳研究员、军事医学科学院附属医院（现为解放军总医院第五医学中心）刘兵研究员（珠江学者讲座教授、暨南大学讲座教授）的合作研究成果在造血干细胞发育调控领域取得重要进展，在Cell Stem Cell（生物1区，IF=23.29）在线发表了题为“Combined Single-Cell Profiling of lncRNAs and Functional Screening Reveals H19 is Pivotal for Embryonic Hematopoietic Stem Cell Development”的研究成果。兰雨（lead contact）、余佳、刘兵研究员为论文的共同通讯作者。

小鼠胚胎发育早期，第一个造血干细胞（Hematopoietic stem cell，HSC）出现于胚胎发育中期的主动脉-性腺-中肾（AGM）区。其起源于一群特化的血管内皮细胞，通过内皮-造血转化，历经pre-HSC阶段，最终成熟。既往关于HSC发育调控机制的研究多集中在信号通路以及转录因子，然而非编码RNA在HSC发育中的动态表达全貌和生理功能仍一无所知。

本研究在国际上首次描绘出HSC发育全程的单细胞长链非编码RNA（lncRNA）动态表达图谱，并鉴定出HSC发育过程中全新未注释的lncRNA分子。深入研究发现lncRNA与其邻近第一个蛋白编码基因具有更强的调控相关性，并发现lncRNA相较于蛋白编码基因对于不同时空HSC相关群体的异质性具有更好的甄别度。研究还通过与重要蛋白编码基因的基因座共定位或共表达分析对HSC发育全程动态变化的lncRNA进行了功能预测。

接下来研究者分析筛选获得一组潜在的功能性lncRNA，并通过体外功能实验揭示了6个可能在胚胎造血发育中发挥作用的lncRNA。利用条件基因敲除研究策略，着重阐明了lncRNA-H19对于AGM区HSC发生的重要功能。LncRNA-H19的缺失使得重要造血转录因子（包括Runx1及Spi1等）的启动子区域高甲基化并下调其表达，以致血管内皮细胞向pre-HSC的转化阻滞。机制研究发现胞浆定位的lncRNA-H19部分通过抑制甲基化调控分子SAHH的活性来调控目的基因的甲基化水平，并且该调控功能与H19作为microRNA前体（pri-miR）可能加工产生的产物mir-675无关。

该项研究首次揭示了在HSC发生过程中发挥重要功能的lncRNA，并系统阐述了lncRNA-H19在胚胎HSC发生与成体HSC稳态维持中完全不同的功能以及调控方式。这些认识将为全面理解lncRNA调控重要生物学过程的机制提供重要启示，HSC发育全程的单细胞lncRNA图谱也将为HSC发育和再生机制研究提供重要的数据库和参考。

该研究得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委、广东省珠江人才计划等项目的经费支持。

原文链接：

http://doi.org/10.1016/j.stem.2018.11.023

论文链接：

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(18)30559-9