AQP1基因在红白血病细胞诱导分化中的功能研究

白血病细胞能够被诱导向正常细胞分化逆转，失去恶性增殖能力，但其具体分子机制还不明确，发现白血病诱导分化相关的关键基因或有效治疗靶点是诱导分化治疗的突破点。基于申请者以往研究发现水通道蛋白1（AQP1）基因在红白血病细胞向红系分化的调控中可能起到重要作用，故本研究拟构建AQP1的真核表达重组载体，建立稳定表达AQP1的K562细胞模型；同时采用逆转录病毒载体shRNA表达系统对K562细胞AQP1基因表达进行长效抑制；以细胞生长增殖、联苯胺染色和血红蛋白含量测定为红系分化检测指标，从正反两个方面针对AQP1基因在红白血病细胞诱导分化中的功能深入研究；结合人全基因组表达谱芯片分析AQP1基因对K562细胞基因表达谱的影响，以期发现AQP1基因的新功能，明确AQP1基因与白血病发生机制之间的关系，为临床诱导分化治疗白血病提供新的治疗靶点。

本研究通过基因增加、基因抑制、Real-time PCR、Western Blot及基因表达谱芯片等分子生物学方法，采用γ-珠蛋白、血红蛋白表达，细胞增殖曲线作为红系分化检测指标，对水通道蛋白1（AQP1基因）在K562细胞红系分化中的作用进行了研究，取得以下研究结果：.（1）发现维甲酸（RA）可诱导K562细胞红系分化，红系分化指标γ-珠蛋白、血红蛋白表达均明显增加，细胞增殖速度明显降低；.（2）发现AQP1 mRNA及蛋白表达随RA作用时间显著增加；确定了AQP1表达与K562细胞红系分化的相关性；.（3）构建pBABE-puro-AQP1真核表达载体；转染K562细胞，筛选建立稳定过表达AQP1基因的K562细胞株（K562-AQP1），首次发现K562-AQP1细胞中红系分化指标γ珠蛋白、血红蛋白表达明显增加，同时细胞生长速度明显降低，说明AQP1过表达可以显著促进K562细胞向红系分化，同时抑制细胞增殖；.（4）设计特异AQP1 shRNA序列，构建pSUPER-retro-puro重组质粒，转染K562细胞，筛选建立稳定抑制AQP1基因表达的K562细胞株（K562-shAQP1），首次发现抑制AQP1基因的表达可部分阻断RA诱导的红系分化作用，说明AQP1在RA诱导K562细胞红系分化过程中发挥重要作用。.（5）通过全基因组表达谱芯片(Nimblegen)对AQP1基因在红系分化中的功能及参与的信号网络进行研究，通过生物信息学分析K562细胞与AQP1表达增高或降低的K562细胞中共同的基因表达变化，发现了一组红系分化相关基因可作为潜在的药物筛选靶标。.上述结果证实了AQP1在红白血病细胞向红系分化的调控中起到重要作用，为白血病诱导分化治疗提供了一个新的潜在靶点。