异基因造血干细胞：清华大学揭示造血干细胞功能重建信号通路的新发现

异基因造血干细胞：清华大学揭示造血干细胞功能重建信号通路的新发现综上所述，本研究首次阐明了造血干细胞重建功能的信号通路之一为：METTL3→RNA m6A→YTHDF3→CCND1（图7），为探索RNA m6A等RNA修饰调控造血干细胞等体细胞干细胞的功能机制提供了重要参考。该研究有助于研究者更加深入了解造血干细胞的调控机制，同时也为改善造血干细胞的功能提供一种新的途径。研究结论6.缺失Mettl3导致HSC重建能力显著降低，并且过表达CCND1部分挽救由于缺失Mettl3导致HSC重建能力降低的表型为进一步探究缺失Mettl3对造血干细胞重建能力的影响。本研究分别进行Mettl3敲除（由赛业生物提供）和敲降造血干细胞移植实验（图6A和6C-D）。结果显示，敲除和敲降Mettl3均导致造血干细胞的重建能力显著降低（图6B和6E）。但是，敲除Mettl3导致造血干细胞完全不能重建血液系统（图6B），而敲降Mettl3的造血干细胞重建能力显著降低，但仍具有

图4 过表达CCND1完全挽救由于缺失Ythdf3导致重建能力降低的表型

5.METTL3通过促进Ccnd1 RNA m6A修饰调控CCND1的翻译

为进一步探究Ccnd1 mRNA上m6A修饰位点是否由RNA m6A甲基转移酶METTL3写入的，本研究进行甲基化RNA免疫共沉淀实验，结果显示敲降METTL3显著降低m6A抗体对Ccnd1 mRNA的富集能力（图5A-B）。其结果揭示METTL3的表达促进Ccnd1 mRNA m6A修饰的发生。同时，本研究在小鼠LSK中发现，敲除Mettl3导致CCND1蛋白表达降低，但不影响其mRNA水平的表达（图5C-D）。同时，研究者利用报告基因实验和Rip-qPCR实验证实METTL3通过依赖于RNA m6A的方式调控CCND1的表达（图5E-G）。

图5 METTL3通过促进Ccnd1 RNA m6A修饰调控CCND1的翻译

6.缺失Mettl3导致HSC重建能力显著降低，并且过表达CCND1部分挽救由于缺失Mettl3导致HSC重建能力降低的表型

为进一步探究缺失Mettl3对造血干细胞重建能力的影响。本研究分别进行Mettl3敲除（由赛业生物提供）和敲降造血干细胞移植实验（图6A和6C-D）。结果显示，敲除和敲降Mettl3均导致造血干细胞的重建能力显著降低（图6B和6E）。但是，敲除Mettl3导致造血干细胞完全不能重建血液系统（图6B），而敲降Mettl3的造血干细胞重建能力显著降低，但仍具有一定重建血液系统的能力（图6E），原因可能是敲降Mettl3后，造血干细胞中还保留一定Mettl3蛋白表达。此结果揭示METTL3是维持造血干细胞干性的必须基因。那么过表达CCND1是否可以挽救由于缺失Mettl3导致造血干细胞重建能力降低的表型？在敲除Mettl3的造血干细胞中，由于造血干细胞干性的丢失，过表达CCND1并不能挽救由于敲除Mettl3导致造血干细胞重建能力降低的表型。在敲降Mettl3的造血干细胞中过表达CCND1，可以部分挽救由于敲降Mettl3导致造血干细胞重建能力降低的表型（图6F-G）。

图6 缺失Mettl3导致HSC重建能力显著降低，过表达CCND1部分挽救由于缺失Mettl3导致HSC重建能力降低的表型

研究结论

综上所述，本研究首次阐明了造血干细胞重建功能的信号通路之一为：METTL3→RNA m6A→YTHDF3→CCND1（图7），为探索RNA m6A等RNA修饰调控造血干细胞等体细胞干细胞的功能机制提供了重要参考。该研究有助于研究者更加深入了解造血干细胞的调控机制，同时也为改善造血干细胞的功能提供一种新的途径。

图7 METTL3→RNA m6A→YTHDF3→CCND1信号通路调控HSC重建功能模式图

赛业小鼠模型构建

赛业生物『红鼠资源库』可提供同类型Mettl3、Ythdf3、Ythdf1基因敲除小鼠，快至两周发货，助力科学研究。

Mettl3基因敲除小鼠

品系名称：

C57BL/6N-Mettl3em1(flox)Cya

品系编号：

CKOCMP-56335-Mettl3-B6N-VA

产品编号：

S-CKO-12035

应用方向：

❖ 发育生物学

❖ 信号转导；蛋白质代谢

❖ 细胞分化；胚胎

Ythdf3基因敲除小鼠