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骨髓抑制是化疗药物应用过程中常见副反应之一，白细胞减少症是骨髓抑制发生时的首发症状。此时，机体内白细胞数量异常低下，造成机体免疫防御能力下降，感染频发，严重者甚至危及患者生命。重组人粒细胞集落刺激因子（recombinant human granulocyte colony-stimulating factor，rhG-CSF）是目前最为安全有效的升高白细胞数量的药物，在临床上有着广泛应用。G-CSF对造血系统影响的研究已被广泛报道，但G-CSF对免疫系统影响的研究并未得到足够关注度。近年临床研究发现，G-CSF能够上调移植物供者体内骨髓来源抑制细胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSC）的比例，降低移植物抗宿主病（GVHD）的发生，提示我们G-CSF能够对机体免疫系统产生影响。基于化疗药物致白细胞减少症在临床实践中的频发性，rhG-CSF治疗白细胞减少症的有效性和应用广泛性，在化疗药物致白细胞减少症动物模型中，开展rhG-CSF对机体免疫系统影响的研究，具有重要的理论价值和实践意义。转录组学是一门在整体水平上研究特定细胞中基因转录情况和转录调控规律的学科，能够从整体水平揭示特定生物学过程以及疾病发生过程的分子机理。在本论文研究工作中，我们主要应用小鼠全基因表达谱芯片技术，研究rhG-CSF对白细胞减少症模型中小鼠脾脏基因转录水平的影响，着重分析小鼠脾脏细胞内与rhG-CSF密切相关的生物学过程和信号通路，力图阐明rhG-CSF对机体免疫系统的可能作用机制。为实现上述研究目标，我们主要按照如下实验设计方案开展了本论文的研究工作。设立三个实验组：正常对照组、环磷酰胺模型组和rhG-CSF治疗组，应用小剂量环磷酰胺（200mg/kg）连续3日腹腔注射给药的方式，在C57BL/6小鼠体内建立白细胞减少症模型，再对rhG-CSF治疗组小鼠开展为期6天的rhG-CSF（20ug/kg）治疗,期间动态监测小鼠外周血各型血细胞数量，用以评估实验动物模型质量，并观察小鼠外周血各型血细胞数量的变化趋势。经rhG-CSF治疗3日后，取小鼠脾脏，应用全基因表达谱芯片技术检测各组小鼠脾脏基因的表达情况。对基因芯片原始检测数据进行低信号过滤及信号强度归一化处理，再应用RMA算法计算小鼠脾脏单一基因在单一样本中的表达水平。随机方差模型的F-test用于三个实验组间差异表达基因的筛选。分别计算差异表达基因与8种基因表达模式的相关系数，确定差异表达基因的表达模式归属，再通过标准假设检验，筛选出显著性基因表达模式。借助Gene Ontology数据库和KEGG数据库的资源，为显著性表达模式中的差异表达基因进行基因功能注释，再对这些差异表达基因展开GO分析和Pathway分析，筛选出与显著性表达模式密切相关的生物学过程及信号转导通路。最后以KEGG中基因互作信息为基础，绘制显著性基因表达模式中差异基因的直接互作网络图。通过上述实验内容的开展，我们获得了如下研究结果。首先我们在C57BL/6小鼠体内，应用环磷酰胺小剂量多次给药的方式，成功构建了性质稳定的小鼠白细胞减少症模型。各实验组小鼠外周血细胞计数结果表明，环磷酰胺全面减少了外周血各型血细胞数量，而rhG-CSF能够不同程度的升高环磷酰胺减少的各型血细胞数量，对中性粒细胞数量和单核细胞数量的升高作用尤为明显，但对淋巴细胞数量的升高作用有限。rhG-CSF治疗3日后小鼠脾脏基因差异表达分析结果表明，3552个基因在正常对照组、环磷酰胺模型组和rhG-CSF治疗组间发生了差异表达，这部分基因约占小鼠全部基因数量的8%。3552个差异表达基因可以归属到8种基因表达模式中，经过统计学分析，我们发现在环磷酰胺、rhG-CSF作用下，小鼠脾脏基因表达模式存在偏向性，约74.9%（2659个）的差异表达基因集中在3种基因表达模式下，这3种基因表达模式被称为显著性基因表达模式。我们对显著性表达模式中的差异表达基因开展的功能注释和基因互作网络绘制，帮助我们在基因转录组水平，阐明了rhG-CSF主要在细胞核酸和氨基酸代谢、DNA修复以及基因的转录和表达三个方面，促进脾脏细胞正常生理代谢机能的恢复。另外，我们合理推导出rhG-CSF主要通过4种可能机制参与机体的免疫抑制以及抗炎症反应的，它们分别是：1）G-CSF通过降低若干黏附分子的表达，干扰免疫细胞与内皮细胞的接触，减弱免疫细胞的跨内皮移行过程；2）G-CSF降低淋巴细胞趋化因CXCR4的基因表达水平，减弱淋巴细胞的趋化作用；3）G-CSF下调DNM2等免疫吞噬基因的表达，抑制免疫细胞的吞噬作用；4）G-CSF通过下调P38MAPK信号通路核心分子的表达，介导免疫抑制细胞比例上升，促使机体免疫系统由免疫防御状态向免疫抑制状态转变。本论文在环磷酰胺致小鼠白细胞减少症模型中，全面系统研究了rhG-CSF对小鼠脾脏基因表达水平的影响，并对rhG-CSF参与的免疫调控机制进行了合理推导，为今后阐明G-CSF对机体免疫系统的整体调控机制，奠定了坚实的理论基础并提供了详实的实验依据。