长非编码RNA-UCA1影响红细胞增殖

造血是一个高度协调、精密调控的过程。在正常造血分化过程中, lncRNA不仅调控造血干/祖细胞自我更新、分化、凋亡等过程,还决定造血谱系分化命运。关于lncRNA在人的不同造血谱系分化中的功能以及作用机制的研究已比较深入,但其在红系分化过程中的功能和机制的研究很少,仍处于建立差异基因表达谱的阶段。现有的研究表明, lncRNA-UCA 1(urothelial cancer associated 1)作为原癌基因与多种癌症的发生、发展、转移、产生化疗耐药性等密切相关。该研究发现,在体外诱导脐带血来源的CD34+干/祖细胞向红细胞分化的过程中,采用慢病毒感染的方法敲降UCA 1的表达抑制了红细胞的增殖及活力,对RNA-seq数据进一步分析发现,降低UCA 1的表达会影响与细胞周期相关基因的表达。     

SETD8~(–/–)抑制人胚胎干细胞向造血分化

表观遗传调控作为一种广泛的基因表达调控方式,已被报道可以参与干细胞多能性、谱系分化等生物学过程。虽然许多表观遗传调控因子的功能已被解析,但仍有一些并未被深入研究。SETD8(赖氨酸甲基转移酶5A, lysine methyltransferase 5A)作为一种甲基化转移酶,已被证实能够介导组蛋白H4第20位赖氨酸的单甲基化,并且可以参与细胞周期、P53介导的DNA损伤等过程。但是, SETD8是否可以直接调控人胚胎干细胞的多能性及其谱系分化还没有报道。该研究首先利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在人的胚胎干细细胞中敲除SETD8。功能研究表明,敲除SETD8显著降低了多能性基因OCT4和NANOG的表达水平,并且抑制了体外造血发育过程。接着利用了siRNA在造血发育不同时期敲低STED8,发现均可以抑制造血发育过程,进一步证实了SETD8可以在各个阶段调控体外造血发育。     

碳酸酐酶在红细胞分化发育过程中的功能研究

目前红系分化调控相关的研究主要集中在细胞因子、转录因子、lncRNA及表观遗传方面,为了对红系分化调控机制进行更加深入的解析,研究了碳酸酐酶在红系分化中的功能。碳酸酐酶可以高效催化二氧化碳的水合,但它在红细胞发育过程中的功能尚不清楚。利用脐带血来源的CD34⁺细胞在体外进行红细胞诱导分化,在分化过程中通过慢病毒介导的基因敲降的方法能够降低碳酸酐酶1和碳酸酐酶2的表达,并使用流式细胞仪检测红细胞的生成和分化效率。研究结果表明,与对照组相比,碳酸酐酶1的表达缺陷使红细胞的晚期分化明显受阻,而碳酸酐酶2的表达缺陷则将红细胞的分化阻滞在早期阶段。研究结果表明,虽然作用窗口不同,但碳酸酐酶1和碳酸酐酶2在红系分化的过程中均发挥着重要的调控作用,这一发现对将来在体外红细胞生成具有指导意义。     

敲除LSD1基因对人慢性髓系白血病K562细胞周期的影响

为了探讨敲除LSD1基因后抑制人慢性髓系白血病 K562细胞增殖的原因,使用前期CRISPR/Cas9技术构建的人慢性髓系白血病 K562 LSD1基因敲除株,通过细胞凋亡Annexin V/PI（碘化丙啶）双染色、细胞PI染色以及流式细胞术技术,探究敲除LSD1基因后,K562细胞的凋亡水平是否改变,细胞周期是否受到影响。结果表明敲除LSD1基因后K562细胞被阻滞在G0/G1期,进入DNA复制期的细胞变少,因此导致细胞增殖速度减慢;通过细胞凋亡Annexin V/PI双染色并分析早期以及晚期凋亡细胞总比例,显示敲除LSD1基因后,不影响K562细胞的凋亡。研究结果表明,敲除LSD1基因后人慢性髓系白血病 K562细胞的增殖受到抑制,这是由于K562细胞增殖周期发生了改变,进入DNA复制期和分裂期的细胞减少;而与细胞凋亡水平的变化无关。     

氯化高铁血红素诱导K562细胞红系分化对其细胞周期的影响

细胞周期的测量是细胞增殖动力学的研究基础。通过添加30μmol·L-1氯化高铁血红素(Hemin)诱导人慢性髓系白血病K562细胞红系分化,利用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)与7-AAD双染的方法检测Hemin诱导的K562红系分化细胞对细胞周期各期比例的影响,未诱导的K562细胞周期各期比例作为对照,检测发现Hemin诱导的K562红系分化细胞对其细胞周期相对值无明显影响。应用BrdU间隔染色结合流式细胞术的方法,通过分析BrdU间隔染色后BrdU阳性细胞群的动态变化规律,从而推算出K562红系分化细胞的倍增时间及细胞周期各期时长。根据测量结果发现,未诱导的K562细胞总倍增时间约为20 h,与通过生长曲线公式法计算倍增时间的结果相符,Hemin诱导的K562细胞的细胞周期倍增时长约为23 h。Hemin诱导的K562红系分化细胞较未诱导的K562细胞倍增时间与各期时长无明显差异。因此,Hemin诱导K562细胞红系分化对其细胞周期绝对值及相对值均无明显影响。     

利用CRISPR/Cas9技术敲除长非编码RNA SNHG16基因促进K562细胞CD235a的表达上调

为了探究敲除长非编码RNA SNHG16对人慢性髓系白血病K562细胞的影响,我们利用CRISPR/Cas9技术在K562细胞中敲除SNHG16基因,通过流式分选获得单细胞,经扩增培养、基因组PCR鉴定、测序鉴定后,获得SNHG16杂合和纯合敲除株;通过Wright-Giemsa染色、MTS检测、流式分析和qRT-PCR分别检测了SNHG16敲除后对K562细胞形态、增殖、细胞表面标志蛋白及红系分化调控因子的影响。实验结果显示,敲除SNHG16后不影响K562细胞的形态和增殖,显著促进了K562细胞表面标志蛋白CD235a和红系分化调控因子的表达水平。该研究表明,长非编码RNA SNHG16不影响K562细胞的增殖,但SNHG16对K562细胞表面标志蛋白CD235a的表达水平有一定的调控作用。