β—珠蛋白基因簇表达调控的反式作用因子

β－珠蛋白基因簇是研究真核基因表达调控的良好模型,其基因表达具有红系组织特异性和不同发育阶段特异性,这些特异性的产生依赖于组织特异性表达和发育阶段特异性表达的反式作用因子与顺式作用元件间的相互作用。     

与人体β-珠蛋白基因5'旁侧正调控区(PCR)相结合的调控因子(简报)

β-珠蛋白基因簇是研究真核基因表达时空秩序性的理想模型,在它的5个结构基因(ε,~Aγ,~Gγ,δ和β)中,成年型的β-珠蛋白基因主要在出生后人的骨髓中表达。过去的研究表明,在β-珠蛋白基因的5′旁侧序列内至少存在三个调控元件,即两个负调控区     

人类β珠蛋白基因簇表达的转录调控

人类β珠蛋白基因簇的表达具有明显对空调控特征,即具有严格的红系组织特异性和不同发育阶段特异性,同时尚需精确调控,以使α／β珠蛋白链合成比趋向平衡并定量聚合成功能蛋白Ｋ血红蛋白,因此,它是研究真核基因表达调控及基因表达与细胞分化关系的理想模型,本文拟综述在转录水平人类β珠蛋白基因表达调控研究的进展,产对该领域的发展方向进行预测,以期逐步深入研究并最终阐明其表达调控机制,并籍此文报道近年来我们在此领域     

γ-珠蛋白基因表达调控机制与临床应用

成人体内的血红蛋白是由2个 α-珠蛋白和2个β-珠蛋白组成的四聚体,负责氧气的运输。珠蛋白基因在基因组中成簇分布,其表达受到多种顺式作用元件和反式作用因子的共同调控,具有高度的组织特异性和发育时序性。β-地中海贫血和镰刀型细胞贫血是两种最常见的由于β-珠蛋白基因突变引起的常染色体隐性遗传病。γ-珠蛋白是一种主要在胎儿时期表达的类β-珠蛋白,同样具有载氧功能,但编码该蛋白的基因在上述贫血患者中却保持完好。因此,临床上优选的治疗方案之一是重新激活患者体内沉默的γ-珠蛋白基因的表达来弥补缺损的β-珠蛋白,从而缓解临床症状。目前已有多种能提高γ-珠蛋白基因表达的药物,在临床上用于治疗β-地中海贫血和镰刀型细胞贫血。随着基因组编辑技术的发展,针对这两种贫血的精准基因治疗研究也在进行中。本文着重介绍了参与γ-珠蛋白基因调控的转录因子和表观遗传修饰分子,以及目前相关的β-地中海贫血和镰刀型细胞贫血的临床治疗药物和手段,以期为深入阐明γ-珠蛋白基因的转录表达分子调控机制提供参考。     

羟基脲对人红白血病细胞株中珠蛋白基因表达和细胞分化的影响

人红白血病细胞株(HEL细胞)中珠蛋白基因表达具有自己的特点。即只表达胚胎型的γ-珠蛋白基因而不表达成人型的β-珠蛋白基因。羟基脲(Hydroxyurea)是一种抑制DNA合成的小分子有机化合物。它在临床上被用来治疗地中海贫血和镰刀型贫血。我们的实验结果表明:随羟基脲浓度增加HEL细胞的增殖速度减慢。用常规RT-PCR方法和定量PCR分析证明;用羟基脲诱导HEL细胞后,β-珠蛋白基因表达增加,α-珠蛋白基因表达减少,而γ-珠蛋白基因表达变化不明显。对参与珠蛋白表达的转录因子GATA-1和NF-E2的定量PCR分析发现:这两种转录因子的表达均增加3倍以上。因此,羟基脲可能通过某些信号传递途径促进β-珠蛋白基因表达,从而使HEL细胞趋向终末分化。     

用RNase保护试验检测珠蛋白基因表达

mRNA的定量分析是基因表达调控研究中应用的重要方法.与斑点杂交、RNA印迹法相比,用RNase保护试验测定RNA具有灵敏度高、操作简便等优点.应用RNase保护试验成功地对转基因鼠中人βE-珠蛋白基因及鼠a-珠蛋白基因的表达水平进行了分析.     

羟基脲诱导前后HEL细胞内GATA转录因子与人β—类珠蛋白基因调控元件的结合模式分析

HEL细胞是一株人红白血病细胞株,其中成年型β-珠蛋白基因不能表达。我们以往的试验证明,羟基脲诱导以后,能使HEL细胞内成年型β-珠蛋白基因表达。本文以此为模型,探索了β-珠蛋白基因在HEL细胞内诱导表达的分子机制。结果表明,羟基脲诱导之后,与人β-珠蛋白基因5’远侧端DNaseⅠ超敏感点2核心DNA序列以及近侧端启动子DNA序列相结合的GATA-1蛋白因子量明显增多,而GATA-2蛋白因子量明显减少。结果显示,GATA蛋白家族各成员在HEL细胞分化及珠蛋白基因表达的过程中扮演着不同的角色。推测GATA-1可能有促进β-珠蛋白基因的表达,使HEL细胞趋向终末分化的作用,GATA-2则可能与胚胎型珠蛋白基因表达有关,并有抑制红细胞向终末分化的功能。     

人体β-珠蛋白基因5’旁侧调控元件与不同发育时期调控因子的相互作用

人β-珠蛋白基因主要在成年期的骨髓中表达,在胎儿肝,成年肝和K 562细胞中则处于关闭状态。凝胶电泳阻抑法分析发现,在人胎儿肝,成年肝及K 562细胞的核蛋白抽提物中存在着不同的与β-珠蛋白基因5'旁侧调控元件(-372到-194 bp)相结合的红系组织特异性的调控因子。竟争试验的结果表明,成年肝和K 562细胞中的调控因子与β-珠蛋白基因5'旁侧调控元件相互作用的方式具有一定的相似性,这两种细胞的调控因子既结合于负调控区(NCR 2)也结合于正调控区,说明两种细胞中β-珠蛋白基因的关闭机制可能是相似的。胎儿肝的核蛋白因子只结合于负调控区,推测在胎儿期存在独特的关闭机制。     

羟基脲(Hydroxyurea)对细胞周期与珠蛋白基因表达的影响(简报)

已有许多证据表明羟基脲能增加镰状细胞贫血及β-地贫病人的胎儿型血红蛋白(HbF)的合成。最近,有人报道羟基脲也能使一些患有β-地贫病人的β-珠蛋白基因表达增加。K562细胞是人红白血病细胞株,它只能表达胚胎型(ε-)与胎儿型(γ-)珠蛋白基因,而不能表达成年型(β-)珠蛋白基因。因此,K562     

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.     

人α—珠蛋白基因表达调控研究进展

人α－类珠蛋白基因簇位于１６号染色体的短臂近端粒区,由４个功能基因和３个假基因组成,其中,ζ－珠蛋白基因在胚胎期表达,α２、α１和θ珠蛋白基因在胎儿和成人期表达。α－类珠蛋白基因的主要调控序列位于ζ－珠蛋白基因上游４０ｋｂ的位置,称为ＨＳ－４０,另外还存在其它的ＨＳ－位点。在ＨＳ－４０和各种珠蛋白基因启动子上有多种红系和通用反式作用因子的结合位点,它们间的协同作用保证了α－类珠蛋白基因表达的组织和     

人β-簇珠蛋白基因LCR调控元件中HS3与反式调控因子相互作用的研究

人β-簇珠蛋白基因LCR调控元件位于ε-珠蛋白基因5’上游20Kb内,由四个DNase-Ⅰ超敏感点(HS1-HS4)组成。已有转基因实验表明,HS3可能与发育早期的胚胎型ε-珠蛋白基因表达调控相关。基因调控是通过调控元件与调控因子的相互作用而完成的。为了揭示HS3的调控作用,我们选用了发育不同时期的小鼠胚胎造血组织作为材料,用凝胶电泳阻抑法,分析了调控因子与HS3的结合。我们的实验结果表明,怀孕13天和18天的小鼠胚胎造血组织的核蛋白因子与HS3的结合模式完全不同;同时我们用Southwestern Blot的方法进一步证明了这种差异性的存在。现已知HS3中有GA-TA和CACCC两类转录因子结合的motif,采用竞争实验分析,发现CACCC motif对结合区带没有竞争作用,而GATA有竞争作用;另外还存在没有被竞争的条带,我们推测它们可能是一类新的、发育时期专一性的核蛋白因子。Western Blot的实验结果表明,在基因调控过程中起到重要作用的红系转录因子GATA家族中的GATA-1和GATA-2的表达也具有时期专一性:即怀孕13天的小鼠造血组织中表达GATA-2,不表达GATA-1;而怀孕18天的小鼠造血组织中则表达GATA-1,不表达GA-TA-2。因此,我们推测,HS3很可能参与时期专一性的基因表达调控,其中时期专一性的蛋白因子可能起到了重要作用。     

HMG蛋白质与人β-类珠蛋白基因5′上游LCR内HS2core DNA相互作用

HMG蛋白质是真核细胞核内一组含量丰富的非组蛋白,它们在染色质的结构与功能及基因表达调控过程中均起着重要作用.应用体外核小体重组技术和凝胶电泳阻抑法,分析了HMG蛋白质与人β-类珠蛋白基因5′上游LCR内的DNaseⅠ超敏感点2核心DNA序列(HS2core sequence,-10681～-10970 bp)之间的作用模式.实验结果表明,HMG蛋白质(1/2)能与HS2core DNA序列相结合,但HMG蛋白质(14/17)不能与它结合.将HS2core DNA在体外组装成核小体之后,HMG蛋白质(1/2)则不能与组装成核小体形式的HS2core DNA序列结合,而HMG蛋白质(14/17)却能与它结合.结果提示当HS2core DNA序列处于不同状态时,它与HMG蛋白质的结合模式是不同的,HMG蛋白质可能通过这一途径积极参与了人体β-类珠蛋白基因的表达调控.     

羟基脲对人红白血病细胞株中球蛋白基因表达和细胞分化的影响

人红白血病细胞株（ＨＥＬ细胞）中珠蛋白基因表达具有自己的特点。即只表达胚胎型的γ－珠蛋白基因而不表达成人型的β－珠蛋白基因。羟基脲是一种抑制ＤＮＡ的小分子有机化合物。它在临床上被用来治疗地中海盆血和镰刀型贫血。我们的实验结果表明：胡羟基脲浓度增加ＨＥＬ细胞增殖速度减慢。用常规ＲＴ－ＰＣＲ方法和定量ＰＣＲ分析证明,用羟基脲诱导ＨＥＬ细胞后,β－珠蛋白基因表达增加,α－珠蛋白基因表达减少,而γ－珠蛋白     

β地中海贫血基因治疗的研究进展

基因治疗是根治β地中海贫血研究的重点方向。位点控制（LCR）的发现以及新型基因转移系统不断开发研制,结导入正常β珠蛋白基因以实现基因治疗的设想带来了希望但同时也产生了新课题;与此同时,分别从DNA和RNA水平对受损的β珠蛋白基因进行修正治疗的研究也在开展当中。随着珠蛋白基因表达调控机制研究不断深入,同时开发出安全高效的新型病毒载体,有可能最终实现β地中海贫血基因治疗。     

与人体ε-珠蛋白基因5''''旁侧正调控元件(ε-PREI)专一结合的调控因子的初步研究

人体ε－珠蛋白基因５′旁侧ＤＮＡ序列对该基因时空表达与调控起着十分重要的作用。本文运用凝胶电泳阻抑法,ＤＮａｓｅＩ足印法和Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析法发现在胚胎型红白血病细胞株Ｋ５６２细胞中有一个特异的核蛋白因子（简称ε－ＳＳＰ,其分子量大约为８０ｋＤ）,它能专一地与人体ε－珠蛋白基因５′旁侧一个红细胞专一和发育时期特异的正调控元件（ε－ＰＲＥＩＩ,－４４６ｂｐ到－４１９ｂｐ）相结合。竞争实验表明该因子与ε－ＰＲＥＩＩ的结合能被人体ε－珠蛋白基因启动子区ＤＮＡ片段（－１７７ｂｐ到＋１ｂｐ）所竞争;同时也能被人体β－类珠蛋白基因远侧端调控元件ＬＣＲ中的ＤＮａｓｅＩ超敏感点Ｉ核心区ＤＮＡ片段（－１０９６５ｂｐ到－１０６８１ｂｐ）与超敏感点ＩＩ核心区ＤＮＡ片段（－１４９９３ｂｐ到－１４７１８ｂｐ）所竞争。我们的结果提示了ε－ＳＳＰ不仅是一个与红细胞专一性和发育时期特异性相关的反式调控因子,而且它可能介导远侧端调控元件（ＬＣＲ）与近侧端调控元件启动子之间的相互作用,共同调节ε－珠蛋白基因在胚胎期的表达。     

人体β—珠蛋白基因5‘旁侧调控元件与不同发育时期调控因子的…

人β－珠蛋白基因主要在成年期的骨髓中表达,在胎儿肝,成年肟和Ｋ５６２细胞中则处于关闭状态,凝胶电泳阻抑法分析发现,在人和肝,成年肝及Ｋ５６２细胞的核蛋白抽提物中存在着不同的与β－珠蛋白基因５旁侧调控元件（－３７２到－１９４ｂｐ）相结合的红系组织特生的调控因子。竞争试验的结果表明,成年肝和Ｋ５６２细胞中的调控因子与β－珠蛋白基因５旁侧调控元件相互作用的方式具有一定的相惟性,这两各细胞的调控因子既结合     

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。     

碱性Krueppel样因子对和珠蛋白基因的转录调控作用

为探索碱性Kruppel样因子（basic Krueppel-like factor,BKLF)对γ-和ε珠蛋白基因的转录调控作用,构建了人类BKLF(hBKLF)基因全长及N端缺失40个氨基酸的真核表达载体,并将其瞬时转染到COS7细胞中做报告实验。结果表明,hBKLF能够抑制γ-和ε-珠蛋白基因启动子的活性,而hBKLF特异的反义核酸则激活这两种基因的启动子。N端缺失40个氨基酸不影响这种转录抑制功能。hBKLF强烈抑制FKLF(embryonic/fetalβ-like globin gene-activating Krueppel-like factor)引起的对γ-和ε-珠蛋白基因的转录激活作用。另外BKLF基因能够与SHP1（SH2-containing protein tyrosine phosphatase1)基因启动子区的CACCC元件结合。这些结果提示γ-和ε-珠蛋白基因可能是BKLF的转录调控对象,为研究BKLF参与血细胞特异表达基因的调控提供了依据。     

染色质结构与珠蛋白基因表达调控

综述了β－珠蛋白基因表达调控中,与染色质结构调控相关的区域,染色质重组复合体,染色质修饰等因素及它们之间协同作用的研究。