血红素（heme）是血红蛋白（hemoglobin，Hb）、肌红蛋白（myoglobin，Mb）、细胞色素（cytochromes）等众多活性生物大分子的辅基，在生物体内氧气运输、电荷传递等过程中发挥重要功能，同时作为一种重要的信号分子它参与了众多的分子以及细胞过程。血红素的生物合成过程是一个由八种酶参与的高度保守的级联反应过程，其生物合成途径中的任一种酶的缺陷或者突变都将导致一种特定类型的代谢性疾病即卟啉症（porphyria）或贫血症（anemia）。目前，国内外已开展对卟啉症的研究，但某些新的发病机制尚无定论。此前，本研究小组在世界上首次建立了血红素生物合成通路中的第五个酶尿卟啉原脱羧酶（uroporphyrinogen decarboxylase，UROD）缺陷的迟发型卟啉症（porphyria cutanea tarda，PCT)/肝红细胞生成性卟啉症（hepatoerythropoieticporphyria，HEP）斑马鱼模型。通过基因芯片以及原位杂交分析发现在迟发型卟啉症（PCT）/肝红细胞生成性卟啉症（HEP）模型斑马鱼中存在着胰腺酶原基因表达下调现象，但是血红素调控胰腺酶原基因表达的具体机制并不清楚。鉴于此，我们开展了本项研究探讨血红素对胰腺酶原基因调控的保守性以及血红素调控胰腺酶原基因的具体机制。我们以建立的血红素生物合成通路中的第七个酶原卟啉原氧化酶（protoporphyrinogen oxidase，PPOX）缺陷的南非型卟啉症模型斑马鱼以及正常的野生型斑马鱼为材料，通过原位杂交分析二者相关胰腺酶原基因表达模式的差异，探究血红素在不同的卟啉症模型斑马鱼中调控胰腺酶原基因的保守性；随后构建一系列胰腺酶原基因荧光素酶报告载体以及相关的转录因子表达载体并转染细胞，在转染后适当的时间以一定浓度的血红素类似物氯高铁血红素（hemin）处理细胞，利用荧光素酶报告系统分析血红素对胰腺酶原基因的调控机。原位杂交结果表明在多个血红素生物合成缺陷的卟啉症模型斑马鱼中均存在着胰腺酶原基因表达下调现象，同时氯高铁血红素处理可以上调胰腺酶原基因在突变体斑马鱼中的表达水平，这有力的说明血红素调控胰腺酶原基因具有保守性。细胞转染实验显示血红素可以诱导转录因子MafK交换其异二聚体伴侣，动态地调节胰腺酶原基因的表达；Nrf2作为正调控因子过表达Nrf2可以明显地促进胰腺酶原基因转录，而Bach1作为负调控因子过表达Bach1则抑制胰腺酶原基因转录。综合我们的研究结果表明：血红素通过MafK-Nrf2/Bach1信号通路调控胰腺酶原基因的表达。我们这些研究将会为诊断、预防和治疗这组复杂的综合症提供一定的理论依据。