PADI4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：
PADI4（Peptidylarginine deiminase4），即肽酰基精氨酸脱亚胺酶，最初发现在人类急性白血病细胞HL-60细胞中，PADI4基因编码的酶催化精氨酸残基转化为瓜氨酸残基，此过程称为瓜氨酸化。PADI4主要表达在血液淋巴细胞，并且在炎症和免疫反应中发挥作用。因为由HL60细胞诱导的粒细胞和巨噬细胞中检测到了PADI4的表达，所以认为PADI4和这些细胞的分化、凋亡有关。但是在生理状态下，PADI4的准确功能和作用底物还知之甚少。
白血病是导致人类死亡的重要原因之一，近几年，研究发现证明PADI4在多种恶性肿瘤中高表达并且参与了肿瘤发生发展过程，这说明PADI4在肿瘤组织的表达及肿瘤的发病机理中有重要作用，但是PADI4基因与白血病的相关研究未见报道。
迄今为止，很多生物标志分子已用于恶性肿瘤的诊断，但是对于肿瘤预后的大规模调查来说，这些生物标志的特异性和敏感性还不够，因为这些肿瘤标志仅仅在一种或几种肿瘤有表达。研究表明PADI4在各种恶性肿瘤中都高表达，但是在正常组织和良性肿瘤中不表达或表达很低。因此PADI4有望作为一种免疫组化标记，从而区分肿瘤细胞和非肿瘤细胞，并且可以定义肿瘤的结构。因为可以检测到恶性肿瘤患者的血液中PADI4表达水平很高，但是手术切除肿瘤以后，患者血液中的PADI4表达水平明显降低，因此可以将该酶作为肿瘤预后的一种血清标志以弥补目前肿瘤诊断的方法的不足。此外，PADI4在肿瘤细胞表达的特殊性使得PADI4可以作为肿瘤治疗的潜在靶点。因此PADI4具有重要的临床应用价值，我们应该进一步研究该靶点，使其作为一个有效的临床诊断的工具。
我们在前人研究的基础上，初步探讨PADI4与白血病细胞分化的关系，为白血病的临床治疗提供新的理论依据和治疗靶点。
目的：
本课题在以上研究背景的基础上，通过体外实验探讨PADI4基因与白血病细胞分化是否有关为切入点，重点观察HL60细胞经全反式维甲酸诱导向粒系分化后PADI4表达变化，以及调控PADI4表达后对细胞分化的影响，拟验证PADI4基因与白血病的关系，为白血病的临床治疗提供一种新的治疗靶点。
方法：
通过WB、RT-PCR方法检测HL-60、K562、U937等共9种不同类型白血病细胞中PADI4的表达情况，收集不同类型白血病患者的临床骨髓活检标本，通过免疫组织化学技术检测PADI4的表达情况。分别建立全反式维甲酸或三氧化二砷诱导HL60细胞模型，于诱导的0h、24h、48h、72h和96h分别在转录和翻译水平检测PADI4表达变化。体外细胞实验，采用RNAi技术以及构建PADI4真核表达载体转染至HL60细胞，调控PADI4在HL60细胞中的表达，观察对细胞分化的影响。每组实验均重复3次，实验数据结果采用均数±标准差表示，均数采用T检验或单因素方差分析，以P＜0.05为有统计学意义。RANi技术干扰PADI4表达，观察对细胞分化的影响。
结果：
9株不同的白血病细胞中PADI4均有表达，不同类型白血病细胞表达量不同;全反式维甲酸诱导HL60细胞后，在诱导的96h内，PADI4在转录和翻译水平呈现出一致的降低趋势，通过灰度值比较与对照组相比以及四个时间点两两比较均具有统计学意义(P＜0.05);而三氧化二砷诱导HL60细胞后，在诱导的96h内，PADI4在转录和翻译水平呈现出一致的升高趋势，通过灰度值比较，与对照组相比以及四个时间点两两比较均具有统计学意义(P＜0.05);43例白血病患者骨髓活检标本中PADI4具有表达，主要表达在胞浆，并且显著高于正常对照组，不同的白血病类型PADI4表达不同。
结论：
PADI4基因与白血病细胞的分化和凋亡有关。随着HL60细胞分化程度的提高，PADI4在转录和翻译水平均逐渐降低;高水平的PADI4表达可以诱导HL60的凋亡;PADI4基因是白血病治疗的潜在治疗靶点。
PADI4基因;白血病;HL60细胞;细胞分化
济南大学
硕士
免疫学
姜国胜
2013
中文
R730.23;R733.7
63
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）