ELTD1通过HPIP-Wnt通路抑制人胚胎干细胞向造血内皮祖细胞分化的机制研究

为解决造血干细胞(HSC)移植中供体短缺和移植物抗宿主病等问题，浙江大学团队揭示了黏附GPCR成员ELTD1通过HPIP-LEF1-Wnt调控轴抑制人胚胎干细胞(hESCs)向造血内皮祖细胞(HEPs)分化的新机制。该研究通过基因编辑和功能实验证实，ELTD1缺失可促进内皮-造血转化(EHT)过程，为体外定向诱导造血干细胞生成提供了新靶点，发表于《Experimental & Molecular Medicine》。

　　

造血干细胞移植是治疗血液系统恶性肿瘤的重要手段，但供体短缺和移植物抗宿主病等瓶颈问题长期存在。人胚胎干细胞(hESCs)因其多能性和自我更新能力，被视为体外生成造血干细胞的理想来源。然而，目前对造血内皮祖细胞(HEPs)这一关键中间态细胞的调控机制仍知之甚少。黏附G蛋白偶联受体(aGPCR)家族成员ELTD1在血管生成中已有研究，但其在造血发育中的作用仍是空白。

浙江大学团队通过动态转录组分析发现，ELTD1的表达模式与HEPs标志基因高度同步。利用iCRISPR-Cas9基因编辑系统构建ELTD1敲除的hESC系，结合功能获得/缺失实验，首次揭示ELTD1通过HPIP-LEF1-Wnt调控轴负向调控HEPs生成。当ELTD1被敲除时，hESCs分化为CD31⁺CD34⁺ HEPs的效率显著提升，并促进后续CD43⁺造血细胞的产生。机制研究表明，ELTD1与支架蛋白HPIP相互作用，通过稳定LEF1激活Wnt/β-catenin信号通路，从而抑制HEPs分化。该研究为理解早期造血发育提供了新视角，并为优化体外造血干细胞分化方案提供了潜在靶点，相关成果发表于《Experimental & Molecular Medicine》。

研究采用时间序列RNA测序(RNA-seq)筛选关键调控因子，通过iCRISPR-Cas9系统构建ELTD1基因敲除hESC系，结合流式细胞术分选CD309⁺中胚层、CD31⁺CD34⁺ HEPs等特定细胞群体。采用免疫共沉淀(Co-IP)联合质谱分析鉴定ELTD1互作蛋白，并通过CHIR99021（Wnt激动剂）和IWR1（Wnt抑制剂）进行功能挽救实验。

研究结果显示：

1. ELTD1是HEPs的潜在调控因子：转录组聚类分析发现ELTD1在HEPs阶段（分化第6天）表达峰值，与PECAM1、CD34等HEPs标志基因表达同步。
2. ELTD1抑制促进造血分化：ELTD1敲除使CD31⁺CD34⁺ HEPs比例增加2.3倍，且不影响细胞凋亡；集落形成实验证实其能分化为红系、粒系等多谱系血细胞。
3. Wnt通路是关键介质：RNA-seq和Western blot显示ELTD1缺失导致β-catenin磷酸化水平升高（抑制Wnt信号），而Wnt激动剂CHIR99021可逆转HEPs增加的表型。
4. HPIP-LEF1轴的作用机制：质谱鉴定出HPIP为ELTD1互作蛋白，分子对接显示二者通过ASN180-THR220等位点结合。HPIP敲除可阻断ELTD1对Wnt靶基因（TCF7L1、AXIN2等）的调控，而LEF1过表达能挽救HPIP缺失引起的HEPs增加。

该研究首次阐明ELTD1-HPIP-LEF1-Wnt调控轴在早期造血分化中的生物学功能，不仅拓展了对aGPCR家族成员的认识，还为体外规模化生产功能性造血干细胞提供了新策略。未来可通过调控该通路优化分化方案，或联合其他关键因子（如RUNX1、HOXA9）进一步提升造血干细胞移植效率。研究采用的iCRISPR-Cas9系统和时间分辨转录组分析策略，也为探索其他发育阶段的调控机制提供了方法学参考。