FOXP1转录因子调控小鼠造血干细胞功能与髓系偏向性分化的机制研究

造血稳态维持的核心难题在于HSC(造血干细胞)与MPP(多能祖细胞)的动态平衡调控。本研究通过构建Vav1-iCre介导的Foxp1条件性敲除小鼠模型，首次揭示FOXP1通过抑制HSC/MPP1区室增殖、限制髓系偏向性MPP3扩增来维持造血干细胞库稳定性，为理解转录因子调控早期造血分化提供了新视角。

　　

造血系统作为生命活动的重要保障，其稳态维持依赖于造血干细胞(HSC)精确的自我更新与分化调控。然而，HSC如何通过转录调控网络维持长期造血能力，特别是如何平衡静息状态与增殖分化之间的关系，始终是血液学领域的核心科学问题。近年来，FOX家族转录因子在造血调控中的作用逐渐受到关注，其中FOXP1作为免疫细胞功能的关键调节因子，在人类造血干/祖细胞(HSPC)和急性髓系白血病(AML)细胞中已被证实具有促增殖作用，但其在生理性造血过程中的功能机制仍存在认知空白。

为揭示FOXP1在生理性造血中的调控作用，研究人员构建了Vav1-iCre介导的造血特异性Foxp1敲除小鼠模型(Foxp1-vKO)。通过多组学技术结合功能实验，系统研究了FOXP1缺失对造血系统的影响。研究发现：在稳态条件下，Foxp1-vKO小鼠骨髓中HSC-MPP1区室显著减少，而髓系偏向性MPP3区室明显扩增；胎儿肝脏造血阶段已出现类似表型。移植实验证实这种改变是造血细胞自主性的。5-FU应激实验显示FOXP1缺失导致造血细胞对化疗药物敏感性增加，但恢复期LSK细胞(Lineage^-Sca1⁺cKit⁺)增殖加速。细胞周期分析发现所有MPP区室G0期减少、增殖增强。转录组测序揭示FOXP1缺陷型HSC-MPP1中干细胞特性相关基因(如Vdr、Prdm16)下调，而细胞周期、氧化磷酸化通路基因上调；MPP3中DNA修复和增殖相关基因显著激活。

关键技术方法包括：1) 采用Vav1-iCre系统构建造血特异性Foxp1敲除小鼠；2) 流式细胞术分析造血各谱系细胞比例；3) 竞争性骨髓移植评估HSC功能；4) BrdU掺入和Hoechst/Ki67染色检测细胞周期；5) RNA-seq转录组测序与GSEA通路分析。

研究结果部分：
"FOXP1 deficiency impaired adult medullar hematopoiesis at steady state"
通过流式分析发现成年Foxp1-vKO小鼠骨髓HSC-MPP1数量减少50%，MPP3增加2倍，而更成熟的GMP、MEP等祖细胞区室无显著变化。

"FOXP1 deficiency perturbed steady state splenic hematopoiesis"
脾脏分析显示LSK细胞总数增加，其中MPP3和GMP显著扩增，同时GM-CFC(粒-巨噬细胞集落形成单位)增多而BFU-E(红系爆式集落形成单位)减少，提示髓系分化偏向。

"FOXP1 deficiency perturbed fetal hematopoiesis"
胚胎期E14.5胎肝中已观察到HSC-MPP1减少和MPP3/MPP4扩增，表明FOXP1的调控作用始于胎儿造血阶段。

"FOXP1-deficient BM cells displayed a reduced repopulation capacity"
竞争性移植实验证实FOXP1缺失导致HSC长期重建能力下降，次级受体中供体来源细胞占比显著降低。

"FOXP1 deficiency accelerated the reconstitution of hematopoiesis following 5-FU treatment"
5-FU处理后第7天Foxp1-vKO小鼠BMNC(骨髓单个核细胞)减少更显著，但第10天LSK细胞恢复更快，显示增殖调控异常。

"FOXP1 impairs cell cycling of HSC/MPP"
细胞周期检测显示所有MPP区室BrdU⁺细胞比例增加，HSC-MPP1和MPP3的G0期细胞显著减少。

"FOXP1 deficiency altered gene expression profiles of MPP compartments"
转录组分析发现HSC-MPP1中干细胞特性基因下调而代谢/增殖基因上调；MPP3中N-myc、HoxB5等促增殖基因过表达。

结论与讨论部分指出，FOXP1作为造血调控网络的新成员，通过双重机制维持造血稳态：一方面通过抑制HSC/MPP1区室增殖来保存干细胞库，另一方面限制髓系偏向性MPP3的扩增。该研究填补了FOX家族因子在生理性造血中作用机制的认知空白，为理解造血衰竭性疾病和骨髓增生异常综合征(MDS)的发病机制提供了新思路。值得注意的是，小鼠模型中FOXP1缺失导致的增殖表型与人类HSPC中FOXP1敲低结果相反，这种物种差异提示造血调控网络的复杂性，也为转化医学研究提供了重要参照。该成果发表于《Experimental Hematology》，为靶向干预造血干细胞功能提供了潜在新靶点。