红细胞膜4.1R蛋白多维连接功能变化与球形红细胞溶血机制关联的研究

（400）现有理论认为，红细胞膜蛋白纵向连接异常可致遗传性球形红细胞增多症(HS)，但国外4.1R蛋白缺陷仅见于横向连接异常的椭圆形红细胞增多症。我们前期实验结果显示，4.1R含量缺乏也可致HS，基因测序发现4.1R 16 exon有点突变。本项目针对4.1R纵向连接的膜蛋白多元复合物和脂筏结构以及横向连接的膜骨架蛋白，对应分析4.1R基因敲减细胞模型（K562/miRNA 4.1R）和4.1R缺陷HS患者红细胞，多位点基因敲减（纵向与横向连接位点）、多层面指标观察(基因突变位点鉴定、mRNA表达丰度、膜样本理化性质、完整细胞的膜结构与功能），探讨中国人群4.1R缺陷致红细胞球形变化溶血机理，论证4.1R缺陷与HS的关联，以确立新的HS病因学说。本项目属生物膜学、血液病学、遗传病学等交叉学科研究内容，将充实相关学科理论并具有临床实用价值，对提高我国人口健康素质、优生优育有指导意义。

现有理论认为，红细胞膜蛋白纵向连接异常可致遗传性球形红细胞增多症(HS)，但国外4.1R蛋白缺陷仅见于横向连接异常的椭圆形红细胞增多症。我们前期实验结果显示，4.1R含量缺乏也可致HS。本课题研究红细胞膜4.1R蛋白基因敲减后对红细胞膜蛋白、脂筏蛋白多维连接的影响，以探讨4.1R蛋白与HS的关联。 shRNA 4.1R转染K56细胞，红系诱导分化培养，通过免疫标记、流式仪计量分析、western blot、 RT-PCR、共聚焦等方法，分析膜蛋白基因及表达产物的变化。结果显示：（1）4.1R直接相连的膜骨架蛋白（Spectrinα、Spectrinβ、ANKY1、actin）和血型糖蛋白（GPA、 Gpc）在mRNA水平和总蛋白水平高于对照组，但是完整细胞膜标记量低于对照组， 提示4.1R基因受抑时，直接相连蛋白基因代偿性复制增加，但是在膜上整合异常。（2）阴离子转运蛋白（Band3）、大分子复合物蛋白（CD47 、RhD、）和脂筏蛋白（Synexin、 CD59、 Cam、Sorcin、Caveolin、Flotilin）以及稳定膜骨架纵向和横向连接的膜蛋白（ADD2 、band 4.2）在处理组红系诱导后其mRNA增幅均低于对照组。荧光共聚焦结果显示，这些蛋白及脂筏成分在胞浆中分布增多，而在膜上分布明显减少、或呈断续连接，提示处理组的膜蛋白与膜脂筏在膜上组装延迟、分布与功能改变。 （3）EMA标记结合试验显示，处理组结合量明显下降，表明垂直连接膜组份有微囊泡丢失，这是红细胞球形变化分子基础，也是4.1R蛋白缺乏与红细胞球变关联的直接证据。本项目证明4.1R缺乏可以影响红细胞膜蛋白纵向连接与横向连接，进而改变红细胞形态，是HS红细胞球变机制之一。本项目提出新的溶血机制并得以验证，结果在血液病学、遗传病学、优生优育等方面具有理论意义和临床实用价值。