胎儿血红蛋白的表达调控

胎儿血红蛋白是胎儿体内主要的血红蛋白类型,是由两条α肽链和两条γ肽链组成的四聚体。出生后胎儿血红蛋白在人体中的表达急剧降低至1%,由两条α肽链和两条β肽链组成的成人血红蛋白取而代之成为主要的血红蛋白类型。β地中海贫血和镰刀型细胞贫血发病原因均基于β-珠蛋白基因发生突变,致使β-珠蛋白合成不足或异常,进而引起一系列临床症状。诸多实验结果及临床疗效表明,提高患者体内γ-珠蛋白的表达可部分替代异常β-珠蛋白从而有效缓解患者的临床症状。随着基因治疗的发展,如何安全高效的再激活胎儿血红蛋白的表达成为治疗β型地中海贫血和镰刀型细胞贫血患者的重要科学命题。本文重点回顾近年来γ-珠蛋白表达的调控机制,以期对寻找更加有效激活胎儿血红蛋白的方法提供参考。     

人胎儿γ-珠蛋白基因的再活化及在β血红蛋白病治疗中的

在个体发育过程中,人β类珠蛋白基因的表达存在从胎儿（γ）到成人（β）珠蛋白基因的表达转换（或称开关）.β-地中海贫血和镰刀型贫血症是两种最为常见的严重危害人类健康的单基因遗传病,通过诱导胎儿期血红蛋白（HbF,α2γ2）在成人期表达对该病的治疗是一种有效的策略.一些活化γ珠蛋白基因表达的转录因子和辅助因子已经被鉴定,一些可以增加胎儿血红蛋白在成人红细胞中表达的药物也已被鉴别和实验,它们的作用机制被部分揭示,这些研究为发展通过活化γ-珠蛋白基因治疗镰刀形细胞贫血和重型β-地中海贫血的方法提供了重要线索和实验依据.     

非连续聚丙烯酰胺凝胶电泳在珠蛋白链的分离及地中海贫血研究中的应用

首次应用非连续聚丙烯酰胺凝胶(12％和7.5％)电泳将胚胎、胎儿及成人溶血液中各种正常珠蛋白链分离。其电泳移动顺序为:α、β、Gγ、δ、Aδ、ε和ζ链,δ与Gγ链得到较好的分离。10例β—地中海贫血杂合子血样的δ链光密扫描测定结果为2.62±0.76％。重型β—地中海贫血患者的Gγ与Aγ比1.09～1.27,各类样品的α/非α链含量比约为1。结合网织红细胞体外培育,~3H—亮氨酸标记新合成的珠蛋白链,以放射性荧光自显影技术测定了五例α—地贫患者的珠蛋白链合成速率,其α/β合成比均小于1(0.79～0.89),而正常对照为0.97。在珠蛋白链的研究中,该方法具有简单、灵敏等优点。     

血红蛋白疾病基因治疗研究进展

血红蛋白疾病是由于血红蛋白分子突变造成其结构或合成异常引起的一类疾病,分为血红蛋白病和地中海贫血两大类。前者表现为血红蛋白分子的珠蛋白肽链结构异常,如镰刀状贫血;后者表现为珠蛋白肽链合成速率的降低,如β-地中海贫血。本文主要以β-地中海贫血和镰刀状贫血为例,从DNA水平、RNA水平和基因调控及干细胞移植等方面介绍血红蛋白疾病基因治疗的研究进展,并结合生命科学的最新发现,对该领域将来可能出现的新的治疗方法提出展望。     

两种新的激活γ珠蛋白基因的中药──盐酸山莨菪碱（654－2）和三尖杉酯碱

检测了３７种中药对Ｋ５６２细胞生长及血红蛋白合成的影响,发现盐酸山莨菪碱（６５４－２）和三尖杉酯碱可以使Ｋ５６２细胞的血红蛋白细胞增加３倍,细胞平均血红蛋白含量增加４倍,γ珠蛋白ｍＲＮＡ的表达分别增加５０％和４０％。电泳结果显示ＨｂＦ和γ珠蛋白肽链。     

中国人血红蛋白New York的研究

本文报告在中国大陆发现的10个快速异常血红蛋白家系的研究结果,这种异常血红蛋白的电泳迁移率属于K型,血红蛋白稳定性轻度降低,血红蛋白变型的结构分析,包括珠蛋白肽链的分离,氨基乙基化β链的酶解和指纹分析,以及异常肽段的氨基酸组成和顺序测定,证实其β链113位(G15)的缬氨酸被谷氨酸替代,称为血红蛋白New York(α_2β_2~((?)23(G15)Val→Glu)) 在10个家系的调查中共发现35例Hb New York患者,他们都没有临床症状。其中2例是Hb New York和α~O地中海贫血基因的双重杂合子,血红蛋白New York的含量达90％以上;其余患者都尾Hb New York杂合子,血红蛋白New York含量大约50％。从血红蛋白New York的地理分布可以看出,这种异常血红蛋白在我国南方发生频率较高,接近0.4％。Q##原图像不清晰     

一例Hb Ottawa[αl5(A13)Gly→Arg]的化学结构分析

本文报道在一个8岁汉族女孩血液中发现一种慢速异常血红蛋白。家系调查结果显示,异常基因来自其母。取患者静脉血制备珠蛋白,然后分离异常肽链,进行异常肽链的胰蛋白酶酶解物指纹图谱分析和异常肽段的氨基酸定量分析。结果证明血红蛋白α链第15位甘氨酸被精氨酸所取代,该变异体是Hb Ottawa(α15(A13)G1y→Arg)。本例异常血红蛋白在国内系首次发现。     

一个α,β地中海贫血复合家系β珠蛋白基因的进一步研究

 前文~[1]曾报道广西一个α,β地中海贫血复合家系的血红蛋白组成及α珠蛋白基因分析结果,并讨论了各成员可能的β珠蛋白基因结构情况。本文利用先进的PCR即基因扩增技术,结合特异寡核苷酸探针斑点杂交及扩增后直接测定DNA序列的技术,进一步研究并彻底搞请了该家系各成员的β珠蛋白基因结构情况。结果显示:母亲及两个弟弟都是编码子41—42TTCT四个碱基缺失造成框架位移所致β地中海贫血的杂合子。父亲与先证者的β基因均属正常。前三个成员均为α地贫复合β地贫,其α与β珠蛋白链合成的不均衡状态得到改善,贫血症状也明显轻。     

人类珠蛋白相关基因上游开放阅读框的变异分析

β-地中海贫血症是一种珠蛋白生成障碍的常染色体隐性遗传病。而γ珠蛋白基因的开放表达和胎儿血红蛋白的合成,是缓解β地中海贫血病人临床表型的一个重要因素。本研究针对202个血红蛋白相关调控基因或miRNA,对1802个β-地中海贫血症患者进行了目标区域捕获测序。通过生物信息学的分析,检测出了所有捕获区域内的突变。进一步对位于5′端非编码区(5′untranslated region, 5′UTR)的突变进行系统扫描,共计寻找到41个影响uORF(upstream open reading frame, uORF)有或无的功能性突变。从中选取了CHTOP基因(chr1:153606541 C>T)和TGFB1基因(chr19:41859418 G>A)的两个突变,通过定点诱变和双荧光素酶报告实验,在体外证实这两个突变均可显著地改变下游基因的表达。该研究结果为β-地中海贫血症临床表型的精确诊断提供了潜在的筛查靶点。     

β地中海贫血的分子缺陷

一、前言地中海贫血(简称地贫)是常见的遗传性疾病,在地中海沿岸国家及我国南方携带地貧基因者比例很高。地贫基因主要有α和β两类。β地贫又包括β~+和β~0等主要类型,前者表现为红细胞中β珠蛋白链合成减少(为正常的5—30％),后者β链完全不能合成,但二者的β珠蛋白基因是完整的(除极少数病例外),其分子基础涉及到特异性分子缺陷,从而导致基因表达的异常或失能。现在已知,β地贫分子缺     

血红蛋白G Taipei生化遗传学研究(附三个家系分析)

本文报道了在我国四川、湖北和江西省发现的三个β链慢速异常血红蛋白家系的分析结果。三个家系中共有七名成员为异常血红蛋白基因的杂合子,按电泳迁移率可鉴定为G组异常血红蛋白。三名先证者的异常血红蛋白相对含量分别为27.0%,32.3%和36.5%。血红蛋白变型的结构分析,包括珠蛋白肽链的分离,氨基乙基化β链的酶解和指纹分析,以及异常肽段的氨基酸组成和顺序测定,证实其β链第22位谷氨酸被甘氨酸替代,证明它是血红蛋白G Taipei(β22(B4)Glu→Gly)。血红蛋白G Taipei是分布于中国黄河南北诸省的一种异常血红蛋白,迄今仅在中国人中发现。虽然这种异常血红蛋白病并不引起临床症状,但对于研究这种基因突变的发生,以及它的地理分布都是有意义的。本文还讨论了DABITC/PITC双偶合法在测定血红蛋白异常肽段氨基酸顺序中的应用,认为这种微量顺序分析技术具有经济、快速和准确的优点,值得推广应用。     

血红蛋白G Taipei生化遗传学研究(附三个家系分析)

本文报道了在我国四川、湖北和江西省发现的三个β链慢速异常血红蛋白家系的分析结果。三个家系中共有七名成员为异常血红蛋白基因的杂合子,按电泳迁移率可鉴定为G组异常血红蛋白。三名先证者的异常血红蛋白相对含量分别为27.0%,32.3%和36.5%。血红蛋白变型的结构分析,包括珠蛋白肽链的分离,氨基乙基化β链的酶解和指纹分析,以及异常肽段的氨基酸组成和顺序测定,证实其β链第22位谷氨酸被甘氨酸替代,证明它是血红蛋白G Taipei(β22(B4)Glu→Gly)。血红蛋白G Taipei是分布于中国黄河南北诸省的一种异常血红蛋白,迄今仅在中国人中发现。虽然这种异常血红蛋白病并不引起临床症状,但对于研究这种基因突变的发生,以及它的地理分布都是有意义的。本文还讨论了DABITC/PITC双偶合法在测定血红蛋白异常肽段氨基酸顺序中的应用,认为这种微量顺序分析技术具有经济、快速和准确的优点,值得推广应用。     

血红蛋白Ube-2及其一级结构分析

本文报告在中国广东省湛江发现的一种快速异常血红蛋白的研究结果。该异常血红蛋白的结构分析包括珠蛋白肽链的解离、异常肽链的酶解和指纹图谱分析及高压液相层析(HPLC),以及异常肽段的氨基酸顺序测定。证实其α链N端第68位的门冬酰胺被门冬氨酸所替代(α68Asn→Asp),即Hb Ube-2。血红蛋白Ube-2首先由Miyaji等在日本发现,本文报道在中国首次发现的Hb Ube-2。     

人珠蛋白信使核糖核酸的制备及其体外翻译

本文以新生儿ABO血型不配溶血换得的血网织红细胞为材料,用酚-氯仿提取及Oligo(dT)纤维素亲和层析制备了人珠蛋白mRNA。并在变性条件下经琼脂糖凝胶电泳鉴定,证明它是9～10S的RNA。人珠蛋白mRNA在兔网织红细胞溶解物与麦胚体外翻译体系中的翻译活性与其浓度均有依赖关系。用SDS-聚丙烯酰胺凝胶不连续电泳及萤光显影鉴定了无细胞体系的翻译产物为人珠蛋白;并以醋酸纤维膜电泳分析了体外合成的人珠蛋白肽链组成,结果表明新生儿血中珠蛋白mRNA合成的α、β、γ珠蛋白肽链之比为3:1:2。     

人珠蛋白信使核糖核酸的制备及其体外翻译

本文以新生儿ABO血型不配溶血换得的血网织红细胞为材料,用酚-氯仿提取及Oligo(dT)纤维素亲和层析制备了人珠蛋白mRNA。并在变性条件下经琼脂糖凝胶电泳鉴定,证明它是9～10S的RNA。人珠蛋白mRNA在兔网织红细胞溶解物与麦胚体外翻译体系中的翻译活性与其浓度均有依赖关系。用SDS-聚丙烯酰胺凝胶不连续电泳及萤光显影鉴定了无细胞体系的翻译产物为人珠蛋白;并以醋酸纤维膜电泳分析了体外合成的人珠蛋白肽链组成,结果表明新生儿血中珠蛋白mRNA合成的α、β、γ珠蛋白肽链之比为3:1:2。     

两种新的激活γ珠蛋白基因的中药：—盐酸山莨菪碱（654—2）和三尖…

检测了３７种中药对Ｋ５６２细胞生长及血红蛋白合成的影响,发 现盐酸山莨菪碱（６５４－２）和三尖杉酯碱可以使Ｋ５６２细胞的血红蛋白细胞增加３倍,细胞平均血红蛋白含量增加４倍,γ珠蛋白ｍＲＮＡ的表达分别增加５０％和４０％,电泳结果显示ＨｂＦ和γ珠蛋白肽链。     

β地中海贫血症的手纹形态

地中海贫血综合症是分子遗传病中广泛分布的一类疾病,是因珠蛋白的一种或多种肽链合成速率降低所致的遗传性血红蛋白病。血红蛋白是当前研究得最透彻的蛋白质之一,但是对该征息者的浅表形态研究不多。其重型患者有特殊面容(Doun氏面容),表型异常较明显。近年来的研究证明,许多染色体异常综合症,都有不同程度的皮纹异常Ⅲ,其中头面部表型异常较明显的患者,其皮纹改变也明显。因此,本文从探究分子遗传病的皮纹形态出发,介     

α-地中海贫血的基因研究与产前基因诊断

地中海贫血(以下简称地贫)是遗传性疾病,常见于世界上不少地区以及我国华南地区。主要特征为血红蛋白α(或β)链合成障碍。α-地贫表现为α-珠蛋白合成减少或完全不合成,其分子机制已研究得较清楚。     

西藏温泉蛇血红蛋白高原低氧适应性分子机制研究

本文结合基因组学、分子进化以及计算生物学等分析方法,对西藏温泉蛇(Thermophis baileyi)血红蛋白(hemoglobin,Hb)基因家族成员、基因簇结构和蛋白质结构等进行研究,探索西藏温泉蛇对高原低氧环境适应的分子机制。结果显示,西藏温泉蛇基因组中包含2个α珠蛋白基因和2个β珠蛋白基因,其中β珠蛋白基因簇高度保守,α^A珠蛋白基因在有鳞目祖先分化及形成蛇类和蜥蜴类的过程中发生了基因转座事件,转座后在蛇类中的排列模式为(5′-RREB1,SSR1,α^A,RIOK1,DSP-3′)。西藏温泉蛇α^D和β²基因分别有2个和4个潜在的正选择位点,其中α^D亚基p.Arg9Lys和p.Val36Thr突变使得该亚基血红素口袋体积增大和亲水性升高,这有利于提高O₂的运输效率。β²亚基p.Ser53Asn突变导致血红素口袋的亲水性升高,p.Ile112Leu、 p.Thr135Cys和p.Ala139Ser突变使得β²...     

α血红蛋白稳定蛋白的功能

α血红蛋白稳定蛋白(α-hemoglobin-stabilizingprotein,AHSP)是α血红蛋白分子伴侣,它能与α血红蛋白结合,维持α血红蛋白的稳定性,保持α血红蛋白可溶性,减弱α珠蛋白沉积对细胞膜的破坏作用。AHSP的结构、功能和作用机制的研究,对β地中海贫血的治疗具有重要的价值。