Setd2和我们的故事
发布日期:2018-03-13 浏览次数:686

       一早打开电脑,跳出一封来自Springer Nature的邮件,“Setd2 deficiency impairs hematopoietic stem cell self-renewal and causes malignant transformation”一文于3月12日正式在Cell Research 杂志在线发表。虽然早在1月24号已收到CR接收函,喜悦之情依旧难掩。
       这项工作主要揭示了Setd2缺失可以损伤正常造血干细胞的自我更新;更为惊喜的是,我们在Setd2诱导性敲除小鼠身上观察到造血细胞发生了骨髓异常增生综合征MDS样恶性转化。MDS的发病机制错综复杂,国际上很多研究者都在致力建立这一疾病的动物模型,但鲜有成功。进一步的机制挖掘提示Setd2缺失与临床上MDS中常见的DNA甲基化异常调控机制相关,并会引起造血干细胞中DNA复制应激,表现为E2F基因调控网络的激活和核苷酸还原酶亚基Rrm2b的抑制,引起造血干细胞增殖与周期异常以及DNA的不稳定,协同导致细胞发生恶性转化。
       这篇文章是在陈竺陈赛娟两位老师的关怀和指导下,集我们团队的力量共同完成的。排名第一的作者是背靠背坐在我身后十几年的土博士,他的名字叫“张元亮”。元为“始”,意为刚刚开始闪亮,而这刚刚开始的闪亮背后,则是他十几年如一日的执着与付出,我就是那个亲眼见证人,见证他如何由青春少年成长为满腹经纶的科研新秀。
       元亮是陈赛娟老师的硕博连读生,05年从东南大学临床医学专业毕业考入血研所。血研所,顾名思义是以做血液相关疾病的研究为主线,元亮来到我们课题组,接手的却是一个偏门课题,“组蛋白H3K36甲基转移酶SETD2的体内外功能研究”。说起这个基因在我们手里的研究历史,还颇为久远。1998年,在陈竺老师的领导下上海开始筹建国家人类基因组南方中心,我也是其中一员。当时,基于Sanger法开发的第一代荧光自动化测序在国内甚至国际上刚刚铺开,解读人类基因组这本天书的计划也刚刚启动,我的主要任务是建立各种正常组织及疾病标本来源的cDNA文库。这个基因正是从我们建立的CD34+造血干/祖细胞cDNA文库中克隆到的,起初的目的自然是想研究它在造血调控中的功能。在表观遗传学领域还没有兴起的那个年代,谁也没预料到它的真实身份。

       当时,孙晓建老师还在所里攻读博士学位,师从陈竺老师。在做结构域预测时发现这个基因有一个Setdomain,与已经见诸报道的一些组蛋白甲基转移酶有较高的同源性,在他的努力下,最终通过体外生化实验证明这是一个组蛋白H3K36甲基转移酶(2005,JBC)。晓建博士毕业后不久远赴纽约继续深造,我们对SETD2的研究并没有因此中断。为了在体内探究这个基因的生理病理功能,我们在两位陈老师的建议下构建了SetD2基因敲除小鼠。鉴于当时的技术水平,我们建立的是完全性敲除模型,这项工作起初主要由陈竺老师的博士胡鸣承担,元亮正是在这个时候加入我们课题组,和胡鸣一起对这个小鼠模型进行表型研究。然而,纯合缺陷小鼠在发育早期发生胚胎致死(E10.5天死亡),无法观察后续的造血表型,也无法在体内利用该模型研究SetD2是否与某些血液相关疾病的发生发展相关。沮丧之余,大家依旧沉下心来仔细挖掘其致死机制,最后两人联手发现SetD2对小鼠胚胎期血管发育具有重要调控作用(2010,PNAS)。胡鸣毕业离所后,这项工作的重任就完全落到了元亮身上。基于ES细胞是用于研究早期发育的理想模型,他又开始对Setd2在胚胎干细胞自我更新和定向分化中的作用机制进行了探索。当时我们所还没有一个人做过ES细胞的培养和功能研究,他却敢于挑战未知,通过大量阅读相关文献,一点点建立相关技术,最终发现Setd2通过调控Fgfr3-Erk信号通路从而影响小鼠胚胎干细胞原始内胚层分化,这部分工作2014年顺利发表在Cell Reports杂志。博士毕业后,元亮在两位陈老师的推荐下留在了所里,在血研所这片天地里继续翱翔。
       在对完全性Setd2基因敲除小鼠进行胚胎期和ES细胞功能开展研究的同时,我们一直没有忘记最初的出发点,想看它在正常及异常造血调控中的作用。因此,元亮又着手建立了造血组织特异性的Setd2条件性敲除小鼠模型,带着我的博士生孙洁文一起进行了大量繁杂的交配、鉴定、检测及功能验证工作。此时,晓建也从洛克菲勒大学学成归来,一起参与这项工作的指导,让我们的团队如虎添翼。

       我们在2017年7月把这项工作投递到了Cell Research 杂志,忐忑等待了一个月,非常高兴等到了3位评审专家的一致肯定并给予修回机会。虽然出师顺利,但三位专家还是非常严谨地提了一大推问题,其后的4个月,为了回答专家的每一个问题,一天恨不得掰成几天用,疯狂补着各种实验,终于赶在圣诞节那天重新将修回的文章提交到杂志社,在2017的最后一周得到了久违的喘息。提交之后等待的日子非常煎熬,一直怀揣各种担心,好在一切顺利,历尽6个月,我们的工作被Cell Research顺利接受。
正式得到接受发表消息的那天,我们整个团队都非常兴奋,梅花香自苦寒来,十年辛苦磨一剑。谨以此文送给我们共同进退的整个团队!