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目的: 人类多能干细胞（包括人胚胎干细胞human embryonic stem cells，hESCs和诱导性多能干细胞human induced pluripotent stem cells，hiPSCs）作为全能性的人类干细胞在研究具有游离性和流动性的血液细胞发生具有诸多优势。一方面，在向造血细胞诱导分化的过程中可以很大程度上重现人类初期造血的发生，有助于我们更加详尽地解析人类初期造血发育模式。另一方面，从hESC/hiPSCs诱导产生的各种功能成熟的血细胞有望作为细胞治疗的替代物广泛应用于临床。虽然目前为止几乎所有的血细胞都能从hESCs诱导分化而来，但尚无法在体外获得从hESC/hiPSCs诱导分化而来的造血干细胞(hematopoieticstem cells，HSCs)。这在很大程度上受到了体外培养体系的不够健全和我们对hESC/hiPSCs向初期造血细胞发育的分子调控机制和HSCs的生物学特性的认识不足有关。 GATA转录因子家族的GATA-1和GATA-2时序性调控对于造血细胞的分化成熟至关重要，GATA-1在造血祖细胞、红系细胞、巨核细胞和肥大细胞中表达。一系列基因敲除和获得实验证明GATA-1基因是小鼠胚胎造血和成体造血所必需的，GATA-1发挥转录调节主要依赖于转录激活域(NT)和两个高度保守的Cys4锌指（ZnFs）结构，而GATA-1的3个转录本分别在NT和ZnFs存在差异，暗示3个转录本在早期造血发生起不同的作用。GATA-2在造血祖细胞、肥大细胞、巨核细胞、原始红细胞、内皮细胞和嗜酸性粒细胞中表达。GATA-2在HSCs的产生和分化中发挥重要作用，GATA-2促进成体造血AGM区域生血内皮细胞产生HSC。在人脐血来源的造血干祖细胞中过表达GATA-2通过影响HSCs细胞周期来影响它们的功能。探索GATA-2如何调控HSPCs来源造血细胞的发生对研究HSCs产生具有非常重要的意义。 方法: 我们建立一系列可诱导GA TA-1和GATA-2基因过表达细胞系。在EB和hESC/mAGM-3共培养两种造血分化体系中，探究时序性调控GATA-1和GATA-2对早期造血发生的影响。通过全系分化、特定谱系诱导分化和HSC维持培养分析GATA-1和GATA-2过表达对特定细胞分化潜能和干性维持的影响，结合细胞生物学方法(多色流式分析技术、流式分选、免疫荧光染色、瑞姬氏(May-Grunwald-Giemsa，MGG)染色）和分子生物学方法（荧光定量PCR技术）探究时序性调控GATA-1和GATA-2基因对HSPCs来源造血细胞产生的影响 结果: 1、构建含GATA-1和GATA-2各转录本的载体，分别通过慢病毒感染和PiggyBac转染hESCs建立可诱导基因过表达细胞系。在hESCs维持培养阶段，GATA-2过表达后会诱导人胚胎干细胞失去多能干性。 2、在EB培养体系中，GATA-2在第0天启动促进中胚层细胞(CD34-KDR+)逐渐往生血内皮细胞(CD34+KDR+)转化，促进生血内皮细胞（CD34+KDR+）往造血细胞(CD34+CD43+)转化。 3、在mAGM共培养第0～6天启动GATA-2过表达会促进CD34+细胞及其亚群细胞(CD34+CD43+、CD34+CD31+、CD34+CD45+)的产量，抑制CD34+CD45+细胞向CD34-CD45+细胞分化。悬浮培养第7天GATA-2过表达CD34+CD45+细胞的增殖倍数是不加Dox组的2.5倍，GATA-2过表达CD34+CD45+细胞维持较长时间，并且分化为CD34-CD45+细胞的能力减弱。 4、GATA-2过表达的CD34+CD45+细胞在无血清造血干细胞维持培养基中悬浮培养3天后仍有92.2％，第5、7、9天GATA-2过表达的CD34+CD45+扩增倍率分别为对照的4.7、28.3和90.8倍。GATA-2过表达的CD34+CD45+细胞与HSCs静止相关的正调控基因SCL表达增高，负调控基因AHR表达被抑制，与HSCs增殖相关的正调控基因Runx-1表达增高。 5、GATA-2过表达的细胞在共培养第6天取出后，在GATA-2持续过表达的条件下可诱导分化出高纯度的肥大细胞和嗜酸性粒细胞，然而H1来源的共培养细胞在第6天不能诱导分化出上述两种细胞。 6、GATA-1的三个转录本在mAGM与hESCs共培养发挥不同作用。GATA-1在共培养第5天启动，扩增的CD34+、CD34+CD43+、CD34+CD45+细胞分别是对照组的3.3、4.3和2.6倍，若是在第0天启动GATA-1，CD34+细胞的产量仅为对照的一半。GATA-1b在共培养0～4天启动会抑制CD34和CD34+CD43+细胞的产量，共培养第5～10天启动会促进CD34+CD45+细胞的产量。GATA-1c在共培养第0～12天启动都会促进CD34+和CD34+CD43+和GPA+CD45-细胞的产量，但是CD34+CD43+细胞却很少向CD34+CD45+细胞分化。 结论: 我们建立一套用慢病毒感染或PiggyBac转染获得可诱导调控GATA-1和GATA-2基因过表达的系统。GATA-2过表达会促进hESCs失去多能干性。在EB和mAGM共培养的体系中探究GA TA-1和GATA-2过表达对造血分化的影响，GATA-2过表达促进内皮生血转换(Endothelial to Hematopoietic Transition，EHT)，对CD34+CD45+细胞(HSPCs)具有维持作用，抑制其向下游血液细胞分化。我们对CD34+CD43+细胞(pre-HSPCs)和CD34+CD45+细胞的形态、功能特性、转录表达谱进行分析。GATA-2过表达CD34+CD45+细胞与细胞周期静止相关基因被促进或抑制。GATA-2过表达细胞在造血分化早期可诱导分化出高纯度的肥大细胞和嗜酸性粒细胞。GA TA-1的三个转录本在mAGM与hESCs共培养发挥不同作用。GATA-1、GATA-1b和GATA-1s在共培养特定阶段启动促进CD34+细胞及其亚群(CD34+CD43+、CD34+CD45+)细胞的产量。但是GATA-1 s过表达后增殖的CD34+CD43+细胞却很少向CD34+CD45+细胞分化。我们对GATA-1和GATA-2时序性过表达模型的研究为获得大量成熟造血细胞（尤其是HSCs的产生）提供可能。过表达GATA-1和GATA-2对早期内皮细胞造血转换、pre-HSPCs向HSPCs转换的影响有助为我们探索正常和疾病状态下早期造血发生的分子机制。