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在人类个体发育过程中存在ε(胚胎型)→γ(胎儿型)→β(成人型)珠蛋白基因表达开关过程。在成人骨髓造血干细胞向红系分化发育过程中也存在γ→β基因表达的“压缩性”开关过程。虽然对于珠蛋白基因表达调控及开关的研究已取得许多进展,但至今对于调节这些开关的决定性调节因子仍不明确。这些因子的确定对于揭示珠蛋白基因开关机制具有决定性意义,本课题的目的就是希望能向此目标迈进。 本研究首先利用密度梯度离心方法,从正常成人和异细胞型遗传性胎儿血红蛋白持续存在综合症(HPFH)家系患者的骨髓组织(Bone Marrow)、健康足月正常分娩胎儿脐带血(Umbilical Cord Blood)中分离得到了含有造血干/祖细胞的单个核细胞(Mono-Nuclear Cell,MNC),进行初步纯化及体外(in vitro)扩增后,组合使用Epo、IL-3、GM-CSF等细胞因子,将造血干/祖细胞向红系方向进行诱导培养。鉴于在以往报告中使用的红细胞体外培养方法往往由于添加胎牛血清及诸如c-kit配体、Tpo等促生长添加剂而使得成人外周血或骨髓来源的红细胞内胎儿型γ-珠蛋白基因的表达水平升高,不能真正模拟体内成人红系分化发育的过程,无法满足研究珠蛋白表达及开关调节的需要,我们针对成人骨髓来源的红细胞尝试使用了无血清培养方法,针对人脐带血来源的红细胞则使用了含脐带血清的培养方法,并且尽量去除其他影响珠蛋白表达的添加剂,希望能够找到并建立尽可能模拟生理情况的培养条件与方法,并以此为基础,为研究珠蛋白基因表达调控及开关机制提供适当的实验材料。 在向红系诱导过程中,我们在不同的时间点收集了红细胞培养物,提取总RNA,进行逆转录合成cDNA,通过实时荧光定量PCR(Real time PCR)技术详细检测了细胞分化成熟不同时间点的红细胞内α-类与β-类珠蛋白基因的表达水平。结果显示:在使用无血清培养基诱导培养的成人骨髓红细胞内,其α-、β-及γ-珠蛋白基因的表达水平及变化趋势同正常生理情况下的表达过程即所谓的“压缩性开关”非常相似,其中的β-珠蛋白基因的表达同γ-珠蛋白基因相比占明显优势,胚胎型ε-珠蛋白基因表达水平极低,而胚胎型ζ-珠蛋白基因的表达则未能检测到;在使用含人脐带血清的培养基诱导培养的脐带血红细胞内检测到了包括α-、β-、γ-、ε-及ζ-等在内的所有珠蛋白基因的表达,其中的β-珠蛋白基因表达变化趋势同无血清诱导培养的正常成人骨髓红系细胞相似,而与前者不同的是在整个成熟过程中γ-珠蛋白基因同β-珠蛋白基因的表达相比占