技术路线：
如图所示，课题研究的主要技术途径是以HSC衰老的两个关键分子信号通路为核心，即端粒依赖的p53-p21途径和端粒非依赖的p16-pRb途径。Terc-/-小鼠的HSC在衰老过程中端粒持续缩短，通过激活p53-p21途径引起HSC的衰老。另外，ATM-/-小鼠的HSC中内源性ROS升高，激活p38依赖的p16衰老途径，导致HSC的自我更新能力下降。GADD45a基因在维持基因组的稳定性、细胞周期调控、DNA修复、调控细胞衰老及凋亡等方面起着重要作用。当细胞受到各种损伤应激时，在p53或者p38介导下，GADD45a直接参与细胞周期的调控。课题的第一部分主要研究端粒缩短或者ROS升高是否通过GADD45a基因调控HSC的自我更新和稳态维持。动物实验发现，放射线照射引起HSC中慢性氧化应激导致HSC衰老，其中NOX4是介导HSC中ROS升高的重要原因。课题的第二部分主要探讨端粒缩短或者ATM基因缺失是否通过NOX4基因上调HSC内源性ROS水平。 3、HSC发育的调控机制 技术路线：
如图所示，本课题首先通过斑马鱼和小鼠2种手段发掘潜在的调节分子。通过对已有的HSC发育突变家系进行定位克隆，识别2-6个关键“节点”基因；或者，建立Flk-1 p/e报告载体，利用小鼠体内和体外细胞模型分别筛选与内皮细胞造血功能有关的调控分子。
继而，从发育新位点、起源模式及表面分子特征3个方面研究小鼠胚胎HSC的发育特点，应用T/B细胞体外诱导分化、HSC移植等手段；采用胚胎发育中仅在特定内皮细胞群体中表达的分子如Endomucin和EphB4的启动子，构建组成型或可诱导型的在特定内皮细胞中表达Cre重组酶的转基因小鼠，进一步实现谱系示踪，了解这些特定的内皮群体生理条件下对HSC的贡献，并为实现生血内皮水平的特定基因敲除奠定基础。
最后，基于已有的基因敲除小鼠；或者选取前述筛选获得的若干候选基因，应用小鼠胚胎干细胞和胚胎AGM区细胞的基因过表达/敲减、以及基因敲除小鼠等技术手段，通过分析造血相关基因表达、不同造血前体（血液血管干细胞、生血内皮细胞、HSC）的数量及功能评价它们在小鼠胚胎造血发育中的重要意义。 4、iPS细胞为基础的HSC再生新策略
技术路线：
如图所示: 从不同年龄段的人外周血或骨髓中获得HSC，分析HSC中p53,p16以及DNA甲基化等特征。并诱导其重编程为iPS细胞，进行表型与全能性鉴定，在此基础上比较不同年龄段HSC生成iPS细胞能力是否不同。进一步以不同来源iPS细胞为起始细胞，定向诱导其向造血细胞乃至红系细胞分化，比较不同来源的iPS细胞向造血细胞分化的能力。与此同时，对iPS细胞向HSC尤其是红系祖细胞定向分化的机制进行探讨，侧重研究Wnt3a、PGE2等分子的调控作用。 (三) 创新点与特色
1、首次研究p53、Rb和端粒等重要信号通路中的关键分子环节中Puma、GADD45a、p21、p18、ATF4和NOX4等一系列重要相关分子在组织干细胞稳态维持和衰老中的独特作用及其相互关系,并进一步利用发育模式生物寻找若干新的与组织再生紧密相关的分子靶点。因而本项目的科学问题具体明确，有很强的创新性。
２、围绕HSC的调控这一重点，以其内在机制和微环境作为两个重要的切入点，通过正向遗传学及iPS细胞反向来源的HSC两条技术路经，在国家重大研究计划中第一次对调控HSC命运的网络及关键分子靶点进行系统和全面的研究，从而弥补我国在此领域的空白。
3、鉴于HSC是研究历史长、表型较清楚、最早报道与整体衰老相关且临床治疗效果得以公认的一类组织干细胞，研究结果不仅对研究其它组织干细胞在机体衰老再生中的作用有着无法取代的范式作用，而且具有直接的临床指导价值。因而本项目研究重点十分突出和必要，有很大的潜在社会效益。
4、参加人员已在相关领域已得到国际认可或领先的前期研究结果。本研究课题所涉及的各个方面内容大多是在以往工作基础上的进一步延伸或拓展，但又与前期工作无重复。因而本项目具有很高的研究起点和可行性。预期结果必将在国际上占领HSC研究领域中的新高地，促进我国干细胞研究整体水平和地位的进一步提升。
5、研究团队整合了目前国内从事HSC生物学和应用基础研究的最优秀的力量。其中大部分骨干已有成功合作的基础、成果或正在合作，课题设臵充分体现青年研究人员的骨干作用，因而本团队是一个有机整合、布局合理、充满活力，有着很强竞争力和创新力的研究队伍。 (四)可行性分析 1、前期工作基础
1）团队内前期取得了大量研究成果，本项目是对这些原创性研究的进一步深化、整合及转化，保证了研究方案的顺利执行及预期目标的实现。
2）团队内已经开展的广泛深入的合作（共同申请了课题及共同发表了相应的高水平的文章）为项目顺利进行奠定了坚实基础，可使各课题间的有机、密切的联系得以实现。 2、学术队伍：
1）高水平的学术带头人保证了项目研究方向的前瞻性、准确性及研究方案的可行性，科学性。
项目推荐首席科学家程涛教授为长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、并于2008年任实验血液学国家重点实验室主任。作为知名的干细胞生物学家，曾在美国作为课题负责人获得多项NIH等机构的基金资助并多次参加NIH干细胞项目评审。多次领衔天津市干细胞研究重大项目和负责科技部国家级科研项目，掌握干细胞生物学研究的国际动态和发展趋势，多次举办过规模不等的国内外学术研讨会或讲习班，具有较强科研组织协调能力，从而本项目的执行打下必要的基础。其它课题负责人或是相关研究领域的优秀学科带头人或是在国际上
有相当影响力的海外回国人员。这些特点将有利于保证项目的顺利完成。 2）结构合理的优秀科研团队保证了研究方案的顺利实施：
团队汇集了国内造血干细胞研究领域的领军人物，包括了多名长江学者、国家杰出青年、百人计划、北京市科技新星等优秀科研人才，长期从事HSC生物学方面的研究，尤其在HSC细胞周期调控、p53下游基因、端粒酶、HSC发生、发育及iPS等方面做出了一系列原创性并具有国际领先性的研究工作。在国际顶尖杂志（Science, Nature, Nature Genetics, Nature Medicine, Nature Cell Biology, Cell, Cell Stem Cell, PNAS, Blood, Stem Cells 等）上发表过造血干细胞相关的学术论文50余篇（第一作者及通讯作者），掌握项目实验涉及的全部先进技术，具备良好的实施大型科研项目的能力，保证了项目的实施及技术问题的解决。 3、实验平台：
本项目参加单位有国家重点实验室3个，卫生部重点实验室1个, 全军重点实验室1个，重点学科6个。实验室设备先进，技术力量雄厚，保证了实验需要的所有技术平台、实验技术在国内、外均处于领先水平。 （四）课题设臵 各课题间相互关系
以本团队的大量前期工作为基础，结合国内外最新研究进展设臵4个课题：1、成体HSC 稳态维持的内外调控机制；2、HSC衰老的关键分子及调控机制；3、HSC发育的调控机制;4、iPS细胞为基础的HSC再生新策略.本项目的四个课题均围绕HSC的维持、衰老与再生的调控机制这一关键科学问题进行研究，各课题组既有明确的研究方向，又有密切的联系。而且课题组成员已在上述领域进行了长期的原创性研究，成员间已有多年合作研究的基础和成果（见后述） 课题一、二是整个研究的核心和重点，旨在阐明HSC的稳态及衰老的整体调控网络。课题三的研究利用发育生物学的方法和技术不仅对核心研究提出的重要的分子靶点及调控通路进行验证，而且为整个调控网络的阐释加以补充，弥补了分子及细胞水平研究上的不足。课题四是在上述研究的基础上，为HSC及iPS细胞的体外高效、安全的扩增及定向分化提供理论依据，提出最终策略。课题一至三，共同为课题四提供理论基础和实验依据，而课题四是在其它课题研究的基
