HMGB1基因在白血病细胞定向分化或凋亡中的作用及关键机制研究
背景：
白血病是我国最常见的恶性肿瘤之一，是严重威胁儿童及青壮年生存的一类造血干细胞异常的恶性克隆性疾病。因此，揭示白血病的发病机制，寻找新的治疗干预靶点，对于防治白血病具有非常重要的意义。学术界一致认为白血病的发生是多机制多因素（包括增殖失控、凋亡缺陷、分化受阻）共同作用的结果，其中涉及到多种癌基因的激活和抑癌基因的失活。其中，白血病的诱导分化治疗就是应用某些化学物质使不成熟的恶性细胞逆转从而向正常细胞分化。
高迁移率族蛋白1（High mobility group box-1，HMGB1）是由215个氨基酸残基组成的相对较小的蛋白质，根据其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中迁移速度快而得名，该蛋白分子量约为29kD。在细胞核中，HMGB1是一个非组蛋白DNA结合的蛋白质，起着促进核蛋白体复合物组装的作用。细胞外HMGB1是一种重要的促炎介质和趋化因子，参与感染性疾病的发病。HMGB1参与癌症的发展是复杂的，胞内/胞核和胞外的HMGB1与肿瘤的发生、发展、转移和对化疗的应答等密切相关。HMGB1在多种实体肿瘤中高表达，包括恶性黑色素瘤，结肠癌，前列腺癌，胰腺癌，乳腺癌等，更重要的是HMGB1与肿瘤的侵袭与转移密切相关。虽然有上述的相关研究，但HMGB1在白血病中的作用尚未阐明。
目的：
本研究拟建立HMGB1在各型白血病中的表达谱，并通过检测诱导分化模型中HMGB1的表达水平来分析其与白血病的相关性，探讨HMGB1在白血病细胞分化中的生物学作用，初步阐明HMGB1介导白血病细胞分化的可能机制和结构基础，为细胞分化的研究开辟新的领域，为寻找白血病治疗手段提供新的思路与实验线索。
方法：
先后培养九种不同类型的白血病细胞至对数生长期，通过逆转录-聚合酶链式反应(RT-RCR)和蛋白免疫印迹(Western blot)的方法检测HMGB1在九种不同白血病细胞中mRNA和蛋白水平的表达情况，通过免疫组织化学技术定位定性定量检测HMGB1在各种白血病临床标本中的表达情况。取对数生长期的急性早幼粒细胞白血病细胞(HL-60)，建立诱导分化模型，按照药物的不同分为正常对照组、全反式维甲酸(ATRA)组和三氧化二砷(As2O3)组，Wright-Gimesa染色观察HL-60细胞形态，CCK8法检测细胞增殖情况，流式细胞术检测细胞分化抗原CD11b的表达及HL-60的细胞周期，通过RT-PCR和Western blot方法检测急性早幼粒白血病细胞（HL-60）经全反式维甲酸(ATRA)和三氧化二砷(As2O3)24h、48h、72h、96h诱导后HMGB1在mRNA水平和蛋白水平的表达情况。
结果：
1μmol/L的ATRA与1μmol/L的As2O3作用于HL-60细胞可显著抑制其增殖，倒置显微镜观察细胞形态向成熟粒细胞方向分化，流式细胞术检测细胞表面分化抗原CD11b的表达明显升高(p＜0.05)，Annexin V/PI双染法检测细胞凋亡显示As2O3组0至4天的凋亡率从3.35±0.31％升高到25.75±8.39％(p＜0.05)，RT-PCR和Western blot结果显示HMGB1在各种类型的白血病细胞中均出现不同程度的高表达，其中急性早幼粒细胞白血病细胞中的表达最高，临床骨髓病理切片的免疫组化结果同样支持以上结论，且HMGB1主要表达在细胞核。HL-60细胞在经全反式维甲酸(ATRA)诱导向粒系分化的同时，HMGB1在mRNA水平和蛋白水平均表达下降，差异有统计学意义(p＜0.05)，HL-60细胞在经三氧化二砷(As2O3)诱导向粒系分化后，由于一部分细胞出现凋亡，HMGB1在mRNA水平和蛋白水平表达随时间的延长呈升高的趋势，差异有统计学意义(p＜0.05)。
结论：
HMGB1在各种白血病细胞中均高表达，在急性早幼粒细胞白血病(M3)细胞中HMGB1表达量较高，且主要表达在细胞核。随着全反式维甲酸作用时间的不断延长，HMGB1在急性早幼粒白血病细胞中的表达逐渐降低，转录与翻译水平一致，呈下调的趋势。HMGB1的表达程度与HL-60细胞的分化程度呈负相关。随着三氧化二砷作用时间的不断延长，HMGB1在急性早幼粒白血病细胞中的表达逐渐升高，转录与翻译水平一致，呈上调的趋势。HMGB1的表达程度与HL-60的凋亡程度呈正相关。
高迁移率族蛋白1;全反式维甲酸;三氧化二砷;急性早幼粒细胞白血病
济南大学
硕士
免疫学
姜国胜
2013
中文
R730.23;R733.7
72
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）