氯化高铁血红素诱导K562细胞中β-珠蛋白基因表达的研究

以绿色荧光蛋白（EGFP）基因为报道基因,构建了在β－珠蛋白启动子驱动及HS2元件调控下的重组表达载体HG,用脂质体转染法将其转染到K562细胞中,并用RT－PCR方法及流式细胞仪检测氯化高铁血红素（Hm)对K562细胞中β－珠蛋白基因表达及重组载体HG在K562细胞中瞬时表达的影响。结果显示：用30μmol/L Hm诱导K562细胞24、48及72h后,不仅其γ－珠蛋白mRNA水平升高,其β－珠蛋白mRNA水平也明显上升,而且这种诱导作用在诱导24、48h后比较明显;Hm还可增强重组表达载体HG在K562细胞中的瞬时表达。提示Hm诱导红系分化的机理可能与γ→β珠蛋白基因的转换机制相关。     

DLK1基因在急性白血病细胞系中的表达及其意义

目的:研究急性白血病细胞系DLK1基因的表达水平在红系分化中的作用.方法:采用RT-PCR、Western bitting时白血病细胞系K562、HL-60进行DLK1水平的检测.培养K562细胞,用氯化高铁血红素(hemin)诱导其分化,观察DLK1在红系分化中的变化.结果:K562细胞DLK1mRNA、蛋白水平存在明显表达,HL-60细胞DLK1则不表达.通过RT-PCR检测了hemin诱导K562细胞向红系分化过程中各时间点DLK1mRNA的变化,显示随着K562向红系分化,DLK1mRNA的水平逐渐下降.结论:K562细胞表达DLK1,HL-60不表达DLK1.DLK1基因可能参与K562细胞向红系分化的过程,可能抑制其分化.     

KLF1和KLF9对K562细胞红系分化的协同调控作用

Krüppel样因子(Krüppel-like factors,KLFs)是锌指蛋白超家族的一个亚家族,参与细胞内的多种生理、病理过程,该家族成员在红细胞分化发育过程中发挥非常重要的作用,但是家族成员间对红系分化的协同调控作用还鲜有报道。本课题组前期研究发现,KIF家族成员KLF1和KLF9在已分化的红系细胞中的表达水平显著高于造血干细胞。为进一步探讨二者在红系分化中是否存在协同作用,本研究在K562细胞中分别过表达/敲低表达KLF1和KLF9,检测二者表达的相关性,发现KLF1和KLF9的基因表达呈现正相关,且二者共表达可以显著促进K562细胞红系分化,特异地增强β-珠蛋白的表达。通过对KLF1、KLF9单独和共同过表达、敲低表达的K562细胞转录组数据的分析发现二者可能通过PI3K-Akt和FoxO通路协同调控红系分化,FOS、TF、IL8是协同调控的候选靶基因。本研究结果为后续深入研究KLF1和KLF9协同调控红系分化的分子机制奠定了基础。     

OAZ1基因诱导慢粒白血病K562细胞向成熟红系方向分化

近年来,鸟氨酸脱羧酶抗酶(OAZ)作为肿瘤治疗的潜在靶点备受关注.本文研究了OAZ1基因过表达对慢粒白血病K562细胞红系分化的作用.构建框移位点突变的OAZ1 过表达慢病毒载体pLVX-Neo-OAZ1-IRES-ZsGreen,包装病毒并感染K562细胞, Western 印迹验证其过表达效果.FACS检测细胞分化标志物CD71和GPA,结合联苯胺染色分析细胞红系分化情况.对比氯化高铁血红素(hemin)诱导组,实时RT-PCR检测与K562细胞红系分化、癌变的关键基因(GATA1、BCR/ABL、TGFβ)转录水平,对OAZ1 诱导分化的机制进行初步探索.结果表明,慢病毒过表达载体及K562细胞过表达体系构建成功.OAZ1过表达后细胞红系分化标志物CD71+/GPA+为(11.22±2.09)%,与对照组(4.07±1.04)%、空病毒组(1.79±2.36)%相比差异极显著(P<0.01);联苯胺蓝染阳性率为(14.037±0.083)%,与对照组、空病毒组比较,差异也极显著(P<0.01).定 量分析结果提示,相对于GATA1、BCR/ABL 基因mRNA转录水平的影响,OAZ1对TGFβ 基因的作用更为明显.为此推断,OAZ1基因可诱导白血病K562细胞向成熟红系方向分化,其作用机制可能与TGFβ信号转导通路相关.     

氯化高铁血红素诱导K562细胞中β-珠蛋白基因表达的研究

以绿色荧光蛋白（EGFP）基因为报道基因,构建了在β-珠蛋白启动子驱动及HS2元件调控下的重组表达载体HG,用脂质体转染法将其转染到K562细胞中,并用RT-PCR方法及流式细胞仪检测氯化高铁血红素(Hm)对K562细胞中β-珠蛋白基因表达及重组载体HG在K562细胞中瞬时表达的影响。结果显示：用30μmol/L Hm诱导K562细胞24、48及72h后,不仅其γ-珠蛋白mRNA水平升高,其β-珠蛋白mRNA水平也明显上升,而且这种诱导作用在诱导24、48h后比较明显;Hm还可增强重组表达载体HG在K562细胞中的瞬时表达。提示Hm诱导红系分化的机理可能与γ→β-珠蛋白基因的转换机制相关。 Abstract: The recombinant plasmid HG was constructed,in which the reporter gene encoding the enhanced green fluorescent protein (EGFP) was driven by the β-globin promoter and regulated under the HS2 element.The inductive effect of hemin on the expression of the β-globin gene and transiently transfected β-globin genes in K562 cells was analysed by FACS as well as RT-PCR method.The results showed that the level of γ and β-globin gene mRNA in K562 cells increased significantly after 24,48 and 72 hours induced with 30 μmol/LHm.And this inductive effect was sronger after 24 and 48 hours.Furthermore,the transient expression of plasmid HG in K562 cells increased significantly with hemin induction.These results indicated that the mechanism of inductive erythroid differentiation with hemin may be correlated with mechanism of γ→β-globin gene.     

siRNA沉默socs3对红系发育的影响

为了研究细胞因子信号转导分子3(suppressor of cytokine signals-3,SOCS-3)对造血发育的影响,构建了SOCS-3慢病毒siRNA干涉载体,并转染人红白血病细胞株K562.根据绿色荧光蛋白的表达进行流式分选后,获得了高表达慢病毒干涉载体的细胞.实时荧光定量PCR和Western-blot检测了转染细胞中SOCS-3基因的干涉效率,结果显示,与对照组相比,siRNA干涉后K562细胞SOCS-3基因的表达量仅为其相对表达量的22.1%,干涉效率77.9%;Western-blot结果显示,SOCS-3在蛋白质水平表达也明显受抑制.进一步对SOCS-3基因沉默后的K562细胞进行了诱导分化,并采用联苯胺染色法检测K562细胞向红系分化比例变化,免疫荧光染色检测细胞表面抗原的变化,RT-PCR检测造血相关基因的变化.结果发现,SOCS-3沉默后K562细胞向红系的发育能力显著提高.研究结果证明,SOCS-3在造血发育中有重要调控作用,而对其表达进行干涉或沉默将在规模化的红细胞诱导研究中发挥重要作用.     

遗传性红细胞增多症相关HIF2α基因点突变对人CD34+造血干祖细胞体外红系分化的影响

该文旨在研究与遗传性红细胞增多症相关的低氧诱导因子HIF2α基因点突变对人造血干祖细胞红系分化的影响。通过构建人HIF2α基因编码区、携带疾病相关的两个点突变体(M535V和G537R)以及文献中报道的HIF2α基因阳性对照突变(P531A)慢病毒表达载体,分别包装病毒并感染人脐血来源的CD34+造血干祖细胞,并进行常氧及5%低氧条件下的红系定向诱导分化培养。利用FACS流式分析比较红系分化进程特征分子CD71和CD235a的表达变化,结合荧光定量PCR检测HIF2α调控的红系分化相关的靶基因表达水平。结果显示,构建的HIF2α及突变体的慢病毒载体经病毒包装后感染K562细胞可在RNA和蛋白水平实现过表达;与对照组相比,感染表达HIF2α基因或其突变体病毒后的脐血CD34+HSPC在常氧及5%O_2条件下诱导红系分化培养的细胞CD71和CD235a的表达动态均无明显改变,但HIF调控的红系分化相关基因EPOR和VEGFA的表达水平有一定升高。综上,在体外红系分化培养体系中,慢病毒介导的HIF2α及突变体的过表达不直接影响造血干祖细胞的红系分化进程,提示疾病相关的HIF2α基因突变造成的红系分化异常增多的细胞内外调控机制需要更进一步的深入研究。     

miR-148a在5-aza诱导间充质干细胞心肌样分化中的调控作用及机制

目的：探讨miR-148a在5-aza诱导人骨髓间充质（hMSCs）成心肌样分化中的表达及miR-148a对hMSCs体外成心肌样分化的生物学作用。方法：免疫荧光检测5-aza诱导hMSCs分化后心肌细胞特异性标志物α-MHC表达水平;qRT-PCR和Western blot分别检测miR-148a和DNMT1在hMSCs成肌样分化中的表达水平。利用Lipofectamine TM 2000将miR-148a mimics和miR-148a inhibitor分别瞬时转染hMSCs,Western blot检测心肌细胞特异性标志物α-MHC的蛋白表达水平。利用生物信息学技术预测miR-148a的靶基因结合位点利用双荧光素酶报告基因系统鉴定其对靶基因3'UTR的结合序列。通过DNMT1 shRNA和miR-148a inhibitors共转到hMSCs中,研究miR-148a在hMSCs成心肌样分化中的调控作用。结果：hMSCs经5-aza诱导分化后,心肌细胞特性标志物α-MHC蛋白水平明显上调。miR-148a在hBMSCs成肌样分化中显著性增加（P<0.01）,DNMT1表达水平显著降低。过表达miR-148a能提高hBMSC中心肌细胞特异性标志物α-MHC表达水平,而抑制miR-148a则能降低其水平（P<0.01）。DNMT1沉默可以阻断miR-148a对hMSCs的诱导成肌样分化作用。结论：miR-148a在hMCCs成肌样分化中表达上调,通过靶定和调控DNMT1基因的表达,并对hMSCs心肌向分化具有正向调控作用。     

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。     

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。     

HTm4基因在造血细胞周期调控中的作用

为了研究HTm4基因在造血细胞细胞周期调控中的作用,以佛波酯(phorbol 12-myristate 13-acetate,PMA)诱导K562细胞分化为模型,利用流式细胞术(FACS)及半定量RT-PCR对分化过程中细胞周期的变化及HTm4基因的表达进行了分析,并利用Tet-Off调控表达系统,将HTm4基因以及C端功能域缺失的HTm4-ct转染K562细胞,观察对细胞周期的影响。结果表明,PMA同时引起了K562细胞的增殖和分化,G0／G1期细胞的比例以及HTm4基因的表达均呈现出波浪形的变化趋势,说明HTm4基因可能参与了细胞退出细胞周期的过程。HTm4基因转染后引起K562细胞滞留于G0／G1期,但C端功能域缺失的HTm4-ct没有此作用,说明C端功能域在HTm4基因调控细胞周期的功能中发挥重要作用。     

基于CRISPR/Cas9技术的GATA-1基因敲除K562细胞系的构建

GATA-1(GATA binding protein-1)在造血分化过程是最重要的转录调控因子,在红细胞和巨核细胞中特异性高表达,并通过调节相关基因的转录在红系和巨核系造血细胞的分化发育过程中发挥重要作用。该研究采用CRISPR/Cas9技术将K562细胞中的GATA-1基因敲除,建立了GATA-1基因敲除K562细胞株。首先,设计了4个CRISPR的靶向位点,利用p GL3-U6-sg RNA-PGKpuromycin质粒构建了4个导向RNA(single guide RNA,sg RNA)载体。利用电穿孔的方法将sg RNA载体与Cas9载体p ST1374-NLS-fl ag-linker-Cas9共转K562细胞。转染48 h,经定点PCR和T7EN1内切酶酶切鉴定后,采用细胞有限稀释法嘌呤霉素筛选,定点测序和Western blot检测结果显示,成功构建了GATA-1基因敲除K562细胞株,命名为K562-KO GATA-1。使用联苯胺染色和流式细胞术的方法检测血型糖蛋白A(glycophorin A,CD235a)发现,与正常K562细胞相比,K562-KO GATA-1细胞株经Hemin诱导红系分化明显受到抑制。综上,该研究建立了敲除GATA-1的K562细胞系,可用于后续的造血分化相关研究。     

一种用作阴性对照的siRNA可诱导人K562细胞向红系分化

我们发现,一种在RNA干扰实验中用作阴性对照的商业化siRNA具有明显的诱 导人慢性髓性白血病K562细胞系向红系方向分化的作用.它表现为K562细胞瞬时转 染该siRNA后,红系分化的特异表面标志CD235及ε 、γ 和β 珠蛋白的表达升高,GATA-2的表达降低,细胞增殖速度减慢,软琼脂克隆形成率降低,并且此 过程不伴随细胞凋亡. 而生物信息学分析显示,该siRNA序列与目前所有已知人类 基因均无明显同源性.研究结果提示,该siRNA不适于用作红系分化实验中的阴性 对照. siRNA的作用远比人们目前所知的要复杂得多,siRNA的脱靶效应应当引起 研究者的足够重视,在RNA干扰实验中阴性对照siRNA的选择会极大地影响对实验 结果的判读.     

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。     

KLFs对珠蛋白基因表达和红系分化的调控作用

Krüppel样因子(Krüppel-like factors, KLFs)是一组与真核基因转录调控密切相关的锌指蛋白.KLFs高度保守的羧基末端含3个串联的Cys2His2型锌指结构,用于结合GC盒和CACCC盒等DNA序列. 红细胞中特异表达的珠蛋白基因和许多红系调控因子中都含有CACCC盒.已有研究发现,多个KLFs通过结合CACCC盒参与调控珠蛋白基因表达和红系分化,例如,KLF1通过结合β-珠蛋白启动子和位点控制区(locus control region, LCR),促进β-珠蛋白的表达、γ-向β-珠蛋白基因的转换和红系分化;KLF2、KLF11和KLF13分别促进ε-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF4促进α-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF3和KLF8则抑制ε-和γ-珠蛋白基因的表达. 本文综述了KLFs调控珠蛋白基因表达和红系分化的研究进展.     

二烯丙基二硫作用于K562细胞后凋亡相关基因的差异表达

目的:研究二烯丙基二硫(diallyl disulfide DADS)作用于人白血病K562细胞后凋亡相关基因的差异表达,为进一步探讨DADS诱导K562细胞凋亡的分子机制提供基础.方法:采用瑞士-吉姆萨和Hoechst33342染色观察细胞形态学变化.运用基因芯片技术检测40 mg/LDADS作用于K562细胞24h后凋亡相关基因的差异表达,选择其中上调基因GADD45A、下调基因HO-1运用RT-PCR技术进行验证.结果:40mg/L的DADS作用于K562细胞后出现凋亡所具有的典型形态学变化.40 mg/L DADS作用K562细胞24 h后有14个凋亡相关差异表达基因.GADD45A、HO-1基因表达情况与基因芯片结果一致.结论:DADS可能通过多个基因和多条信号转导通路共同作用诱导人白血病细胞K562凋亡.     

miR-186-5p在酒精诱导的心肌细胞中高表达并通过靶基因XIAP调控细胞凋亡水平

目的:证实酒精可诱导AC16心肌细胞凋亡及其与酒精浓度和作用时间的关系,研究不同浓度酒精干预下AC16心肌细胞中miR-186-5p与X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)表达水平以及心肌细胞凋亡水平的改变,探究miR-186-5p以XIAP为靶基因调控酒精诱导的心肌细胞凋亡。方法:流式细胞术检测细胞凋亡水平,Western blot、实时定量PCR技术分别在蛋白质及基因水平检测细胞miR-186-5p与XIAP表达水平的变化,双萤光素酶报告基因靶基因荧光检测miR-186-5p与XIAP的靶际关系。结果:酒精诱导AC16心肌细胞发生凋亡,且与酒精浓度及作用时间呈正相关;酒精摄入上调AC16心肌细胞中miR-186-5p表达,下调XIAP表达; miR-186-5p参与酒精诱导的AC16心肌细胞凋亡过程,XIAP抑制酒精诱导的AC16心肌细胞凋亡; miR-186-5p以XIAP为靶基因调控酒精诱导的心肌细胞凋亡。结论:AC16心肌细胞经过酒精处理后,细胞的凋亡水平升高,并且随着酒精作用浓度和作用时间的延长,凋亡水平进一步升高;酒精处理后心肌细胞中miR-186-5p表达量上调,XIAP表达量下调,miR-186-5p以XIAP为靶基因,调控酒精处理后心肌细胞的凋亡。     

VentX促进人类造血干细胞向红系分化

GATA-2作为GATA家族成员,其通过与靶基因的GATA结合位点结合,在造血系统发育中起关键性的调节作用。VentX是非洲爪蟾蜍xvent基因同源的哺乳动物基因,最近研究发现,其参与了中胚层的分化定型及造血干细胞的维持,并且在细胞衰老、增殖、分化及炎症反应等的调节中发挥功能。为探索VentX基因与GATA-2的关系及其对造血干细胞红系分化的调节功能,首先在K562细胞株中进行了VentX启动子分析,发现GATA-2可以通过结合到VentX启动子区两个GATA结合位点来顺式调控Vent X;继而在人骨髓(造血)干细胞中的实验显示,过表达GATA-2或过表达VentX,均可抑制CD34~+细胞的增殖,促进CD34~+细胞向红系分化。以上实验结果为临床红细胞来源提供了有价值的研究线索。     

莪术醇诱导慢性粒细胞白血病K562细胞分化的研究

目的:以人慢性粒细胞白血病细胞株K562细胞为对象,研究莪术醇(curcumenol)诱导K562细胞分化作用,并同莪术油做了比较研究。方法:通过测定细胞内酶变化判定莪术醇等诱导K562细胞的分化;用RT-PCR测定莪术醇等作用后K562细胞bcr/abl mRNA表达量的变化,同时测定莪术醇等对K562细胞微核影响,探讨诱导K562细胞的分化机理。结果:莪术醇能够诱导K562细胞向成熟分化,30μg/mL莪术醇作用72h后,Gimsa染色后可见K562细胞向终末细胞分化,出现杆状及分叶核细胞,细胞内酶学指标也呈分化表现;同时,莪术醇作用后bcr/abl融合基因的表达降低,K562细胞的微核率减少。结论:莪术醇对畸变的K562细胞染色体有作用,影响bcr/abl融合基因的表达,使K562细胞向成熟分化。     

SOCS-3过表达对红系基因表达的影响

目的:建立能稳定、高效表达细胞因子信号转导抑制因子-3(SOCS-3)的细胞株SOCS-3-K562,为探讨SOCS-3在造血发育中的作用奠定基础。方法:通过重组慢病毒系统感染人红白血病细胞K562,采用流式细胞分选术,根据绿色荧光蛋白表达情况,获得稳定高表达SOCS-3的K562细胞;利用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹实验,比较分选获得的细胞与对照细胞的SOCS-3表达差异;利用半定量PCR检测SOCS-3表达升高对K562红系发育相关基因GATA-1、β-globin表达水平的影响。结果:构建了人SOCS-3慢病毒表达载体;与对照组相比,通过流式细胞分选获得的K562细胞的SOCS-3基因表达水平升高8.05倍,蛋白表达水平升高3倍;SOCS-3表达升高后,K562细胞的GATA-1、β-globin基因表达受到明显抑制。结论:SOCS-3在造血发育中有重要的调控作用,而对其表达进行改变将在规模化的造血细胞定向诱导研究中发挥重要作用。