裴钢研究组揭示溶血磷脂酸在早期血液发育中的重要调控功能

        2014年5月14日，国际知名学术期刊The EMBO Journal 在线发表了中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所裴钢研究组的最新研究成果“Lysophosphatidic acid acts as a nutrient-derived developmental cue to regulate early hematopoiesis"。该论文证实了营养物质来源的溶血磷脂酸信号为原始性造血提供关键的发育线索，同时阐明了调控成血管细胞生成的新机制。

 

        原始性造血是在脊椎动物卵黄囊血岛中由具有中胚层细胞特性的成血管细胞分化发育而来，但人们对成血管细胞生成的胞外调节机制还没有清晰的认识。卵黄囊内部贮存了大量的营养物质，如卵磷脂(PC)，而PC为发育着的胚胎提供其所需的能量。PC可以被分泌性的磷脂酶A2催化产生溶血卵磷脂(LPC)，而LPC又可以进一步被Autotaxin (ATX)的磷脂酶D活性催化降解为溶血磷脂酸(LPA)。然而，这些磷脂类物质是否可以作为发育线索参与调节原始性造血还很不清楚。

 

        研究发现，营养物质来源的溶血磷脂酸信号在成血管细胞生成和原始性造血中发挥了关键的调控作用。我们的工作从生物信息学分析着手，发现作为G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors, GPCR) 家族成员之一的Lpar1在小鼠胚胎干细胞向血液分化中表达水平显著上调。药理学和遗传学方法抑制Lpar1或ATX的活性或表达能显著抑制小鼠胚胎干细胞向血液分化和成血管细胞生成。机制研究表明，PI3K/AKT-Smad信号通路介导了LPA信号对成血管细胞生成及原始性造血的调控作用。进一步的体内实验发现，LPA信号通路也是斑马鱼成血管细胞及原始性造血正常发育所必需的。研究发现证实了LPA信号在成血管细胞生成及原始性造血中的重要功能，同时阐明了一个新颖的调控成血管细胞生成的GPCR信号通路。

 

        该研究项目得到了中国科学院、科技部、卫生部、上海市自然科学基金委和国家自然科学基金委的资助。