KRAB型锌指蛋白Zfp445参与胚胎型-成熟型β珠蛋白基因表达转换的分子机制研究

血红蛋白转换(主要是胚胎型-成熟型β珠蛋白基因表达转换)是发育过程中非常重要的造血调控事件，此过程异常将导致严重的造血疾病。如：镰刀型贫血病及β地中海贫血病均是由于此过程中成熟型β珠蛋白减少或缺失而导致的；而此时若胚胎型β珠蛋白重新活化，可缓解上述贫血症状。因此，血红蛋白转换机制尤其是胚胎型β珠蛋白基因负调控机制的研究有助于上述疾病新治疗靶点的发掘。本室前期研究发现，KRAB型锌指蛋白Zfp445可通过KAP-1形成复合体参与胚胎型β珠蛋白基因负调控，但具体机制及其临床应用前景尚未明确。本研究拟进一步探索Zfp445复合体成员及其直接作用的靶基因，以明确Zfp445如何参与胚胎型β珠蛋白基因负调控；并利用体内分离的红系祖细胞分化模型进一步验证上述结论。本研究有望揭示Zfp445负调控胚胎型β珠蛋白基因的分子机制，并可对Zfp445作为镰刀型贫血病或β地中海贫血病治疗靶点的应用前景进行评估。

本项目基本按计划书中所列任务开展了相关的研究，并根据实际情况，进行了必要的调整。本研究首先对Zfp445负调控Ey基因的作用进行了进一步确证，证实Zfp445在MEL细胞及其红系分化过程中对Ey基因的抑制作用是特异性的（并不影响其它β-globin的表达）；Zfp445过表达使得Ey基因在NaB刺激过程中的表达水平由上调变为下调，进一步说明了Zfp445确实可以在一定程度上抑制Ey基因的活化。接下来，本研究重点进行了Zfp445对Ey基因负调控分子机制的深入研究：用Co-IP的方法证实了Zfp445与KAP-1, CHD3可以在MEL细胞中发生内源性相互作用，Zfp445转录调控复合体成员可能包括KAP-1这一桥梁分子，及CHD3这一组蛋白去乙酰化酶复合体的重要分子。发现MEL细胞中KAP-1复合体可结合于Ey基因及β-major基因的启动子区，而不结合于β-globin基因座的其它区域；Zfp445可特异地结合于Ey基因启动子区；通过对Zfp445 RNAi及过表达后KAP-1在Ey基因启动子区域结合量变化的检测，证实KAP-1在此区域的结合是通过Zfp445介导的。上述结果表明，Zfp445介导了KAP-1复合体在Ey基因启动子区的结合，即在MEL细胞中Zfp445通过KAP-1募集转录调控抑制复合体，抑制Ey基因的表达。本研究证实了Zfp445对Ey基因的负调控作用，并深入探索了其分子机制。证明Zfp445介导了KAP-1复合体在Ey基因启动子区的结合，即在MEL细胞中Zfp445通过KAP-1募集转录调控抑制复合体，抑制Ey基因的表达。该项目成果深化和丰富了人们对红系分化调控机制的认识。为进一步研究Zfp445 作为镰刀型贫血病或β地中海贫血病治疗靶点的应用前景打下了基础。该项目主体成果已发表于国际蛋白质组学专业杂志Journal of Proteomics。此外，发表相关SCI论文共计7篇，培养研究生3名，作为参与人获省部级科技进步奖一项。