从果蝇到哺乳动物所有同源盒基因(homeobox gene，Hox gene)都含有一个高度保守的DNA结合域。最早发现Hox基因的基本功能是控制机体的定位发育。但随着脊椎动物的进化，又发现了Hox基因的许多新功能。除了调节中枢神经系统的早期发育模式外，Hox基因还决定细胞的分化和身份。越来越多的证据显示Hox转录因子调节造血细胞的增生分化并与组织再生和肿瘤发生相关。所有的造血先祖细胞都特征性表达Hox基因。在小鼠39个Hox基因中就有22个表达在未成熟的造血细胞内。已经证明Hox基因的过表达会导致发育畸形甚至癌变。在胚胎发育期Hox基因编码的DNA-结合蛋白，沿着机体的多个轴向呈重叠分布。Hox基因这种有序激活所展示时空的规律被称为Hox密码。它是机体沿轴向分布和决定体节结构的关键。分节的结构组织包括脊椎、四肢、消化道和生殖道。但目前仍然不清楚Hox基因是如何控制造血细胞的身份。斑马鱼作为模式生物被广泛地用于研究人类发育和疾病。具有胚胎透明，易于饲养和操作以及再生能力强等优点。更重要的是斑马鱼有完整封闭的循环系统，其循环网络与人体相似。与人类和哺乳类39和Hox基因相比，斑马鱼至少有48个Hox基因。因此，斑马鱼是研究造血系统Hox密码的理想模型。在本课题，我们先采用定量RT-PCR(qRT-PCR)技术检测30hpf和60hpf的斑马鱼胚胎及成体斑马鱼心脏、脾脏、肾脏及肝脏（可能与血液密切相关的重要内部器官）的41个Hox基因的表达情况。结果表明随着胚胎发育，总体上Hox基因表达的个数及丰度不断减少。30hpf胚胎有31个Hox基因表达、60hpf为26个、成体肝脏表达的Hox基因有5个、心脏有24个，脾脏有22个、肾脏有23个。绝大多数表达的Hox基因为A、B簇，且多集中在3`端（1-9组）。在脾脏和肾脏中存在类似的Hox表达模式（Hox code）。尽管不能肯定a10b,a11a,a11b, c4a, c6b, c11a, c11b, c12b,d4a,d9a,d10a,d11a的表达模式，但发现Hoxa2b, a5a,a9a, b2a, b8a和d3a等在心脾肾持续表达。如此相应的是Hoxa1a、a2b、a3a、a4a、a5a、a9a、a11a、b5a、b6a、b7a、b8a and d3a基因高丰度地表达在胚胎和脾肾器官，说明这些基因可能属于造血系统特异表达的Hox基因。为了确定Hox基因的表达模式，我们然后选出3个代表性的Hox基因进行RNA原位杂交试验。我们发现在20hpf胚胎Hoxa2b表达在头部，Hoxa5a和Hoxa9a分别在中部和尾部。但在3dpf幼鱼，这种前后表达模式消失。Hoxa2b、Hoxa5a和Hoxa9a都在假想的斑马鱼胸腺原基高表达。在成体，Hoxa2b、Hoxa5a、Hoxa9a基因主要分布在脾红髓中，白髓中少量分布。在肾脏，Hoxa2b、Hoxa5a、Hoxa9a基因主要分布在肾小管边缘及肾小管之间的间隙里。由于Hox基因主要表达在分化程度较低的干细胞或者祖细胞中，因此我们推测Hoxa2b、a5a、a9a在肾脏和脾脏的表达部位可能反映了肾小管附近和脾红髓为斑马鱼肾脏造血干细胞增生并向髓样先祖细胞分化的场所。为了验证上述假说，我们最后制备了MLL-AF9转基因斑马鱼。MLL-AF9融合蛋白已被证明能进行增加髓样先祖细胞A簇Hox基因，特别是5`端Hox基因表达。本研究我们发现Hoxa2b、a9a、b5a、b5b在转基因鱼相对于正常鱼高表达。这些结果进一步证明Hox基因在造血细胞和它们的巢居场所呈特征性时空表达模式。总之，Hox基因的时空表达模式，即Hox密码在Hox造血过程中发挥明显作用。但到底是Hox基因的表达模式指引造血细胞迁移到造血器官，还是造血器官微环境授予造血细胞的Hox基因表达模式有待继续研究。无论如何，本课题为进一步研究Hox基因在成体干细胞的迁移和巢居中的作用开辟了新方向。