利用小鼠模型研究 GATA-2 L359V 突变对造血调控的影响

转录因子GATA-2在正常造血干细胞增殖与分化调控过程中具有不可替代的作用，对于其过表达或突变体引起的造血调控紊乱是目前国际上的研究热点。GATA-2 L359V是我们前期在慢性粒细胞性白血病急粒/急单变患者中筛选到的一种新型突变。我们的研究显示此突变能增强GATA-2的转录活性，并能通过增强与PU.1的结合能力而负性调控PU.1对下游基因的转录激活作用；体外分化诱导实验表明GATA-2突变体能阻滞细胞向粒单系分化；逆病毒介导的小鼠骨髓移植实验表明此突变可以改变粒－单核祖细胞下游分化的命运。这些结果提示此突变对造血调控可能有着重要影响。为了深入研究此突变的作用机制，本课题组建立了GATA-2 L359V Knock in小鼠模型，并将以此为研究对象，结合主要的细胞生物学、分子生物学及模式生物表型分析手段，进一步阐明GATA-2 L359V 突变对造血调控的影响。

转录因子GATA2在正常造血干细胞功能调控过程中具有不可替代的作用。GATA2 L359V突变是我们前期在慢性粒细胞性白血病急粒单变患者中筛选到的一种新型突变。我们的体外研究显示此突变能增强GATA2的转录活性，并能阻滞粒单系分化，提示此突变可能影响造血调控。为了明确其病理生理学功能，我们建立了GATA2 L359V Knock-in小鼠模型。Gata2 L359V 纯合突变导致胚胎在E11-E11.5天发生早期死亡，伴随显著的卵黄囊造血发育异常；胚胎和卵黄囊血红蛋白表达水平严重降低，原始红系造血阻滞在红系祖细胞阶段。定量PCR结果显示Gata2 L359V纯合突变能显著上调Gata2本身的表达水平，同时抑制Gata1及红系下游转录因子Eklf和Klf2等的表达，推测此突变能干扰原始红系祖细胞分化成熟，从而导致胚胎致死。Gata2 L359V knock-in杂合子成体小鼠在正常环境下未见显著异常，但经过5-FU处理后，Gata2 L359V杂合子成体小鼠骨髓恢复能力异常减弱；同时，骨髓竞争性移植实验进一步揭示杂合子小鼠造血干细胞的造血重建和自我更新能力显著降低；Brdu掺入实验显示杂合子小鼠造血干细胞增殖能力也显著增强。我们的研究结果提示Gata2 L359V严重干扰Gata2在造血过程中的正常转录调控作用，导致原始和成体造血异常。我们接着在动物模型上进一步研究了Gata2 L359V突变在CML发病进程中的作用。通过逆转录病毒感染我们将BCR/ABL导入Gata2 L359V knock-in杂合子小鼠骨髓细胞内，然后移植入同系受体小鼠。虽然在Gata2 L359V突变体与BCR/ABL融合蛋白共表达的条件下，并未观察到小鼠慢粒急变表型的发生，但受体小鼠发生类慢粒单白血病的表型，骨髓中单核细胞显著增多，表明Gata2 L359V在BCR/ABL导致的CML发生过程中发挥了异常作用，改变了BCR/ABL表达的造血干祖细胞的粒单分化命运。