低氧诱导因子-1(Hypoxia-inducible factor，HIF-1)是由同属bHLH/PAS基因家族的基础型表达的β亚单位和受氧浓度严格调节的α亚单位组成的异源二聚体转录因子。HIF-1是生理性和病理性低氧过程中最主要的效应因子，其作用非常广泛，几乎所有与低氧有关的基因均受其直接或间接调节。作为一个受到广泛关注的明星分子，当前几乎每天都有关于HIF-1的研究结果被报道，主要集中在新靶基因的发现及它们的生物学功能，HIF-1自身稳定性及转录活性的调节等。近来，越来越多的证据表明，低氧和/或HIF-1也能够调控(诱导或抑制)某些组织细胞比如造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞、胚胎滋养层细胞、肺动脉成纤维细胞等的分化。　　 最近，我们课题组通过体外和体内实验证实了中度低氧和低氧模拟物[氯化钴(COCl2)和去铁敏(desferrioxamine，DFO)]能够诱导急性髓系白血病(AcuteMyeloid Leukemia，AML)细胞发生分化，而这一过程可能是由HIF-1α蛋白所介导的。为此，本文的工作主要围绕HIF-1α与AML细胞分化，旨在证实HIF-1α是否是低氧诱导AML细胞分化的关键因子，在此基础上挖掘HIF-1α和全反式维甲酸(all-trans retinoic acid，ATRA)诱导白血病细胞分化的关系，并深入探讨HIF-1α诱导AML细胞分化的分子机制，主要取得如下研究成果：　　 (1)HIF-1α的确是低氧诱导细胞分化的重要执行者。我们利用核糖核酸干预技术(RNA interference，RNAi)特异性地抑制HIF-1α的表达后，低氧及其模拟化合物引起的AML细胞分化被明显削弱。同时，采用四环素-关闭(Tetracycline-Off Tet-Off)基因表达系统建立诱导表达HIF-1α的AML细胞系，证实了HIF-1α的表达可以直接引起AML细胞向粒系分化。　　 (2)HIF-1α在ATRA介导的白血病细胞分化的过程中发挥了重要作用。ATRA处理白血病细胞分化的同时，可以迅速累积内源性的、诱导表达的以及COCl2稳定的HIF-1α蛋白。更为重要的是，当HIF-1α的表达被人为地特异性抑制后，ATRA诱导的分化效应被部分而又显著地抑制；而利用四环素诱导表达系统或者COCl2高表达HIF-1α蛋白之后，ATRA诱导的分化效应被明显的协同加强。　　 (3)低氧/HIF-1α诱导AML细胞分化不依赖HIF-1自身的转录活性，而是通过调节造血相关转录因子如CCAAT/增强子结合蛋白α(CCAAT/enhancer-binding proteinα，C/EBPa)和Runx1等的转录活性从而促使AML细胞分化成熟。通过RNAi特异性地抑制HIF-1β表达可以明显抑制低氧引起的HIF-1靶基因的上调，但AML细胞分化并未受到影响。在此基础上，我们利用巨噬细胞集落刺激因子受体(Macrophage Colony-Stimulating Factor Receptor,M-CSFR)在低氧/HIF-1α诱导分化时会特异性升高这一重要线索(文献报导该基因可被C/EBPα、Runx1和PU.1协同调控)，通过荧光素酶活性检测实验发现HIF-1α可以增强C/EBPα、Runx1和PU.1的转录活性。进一步地，通过特异性地抑制它们的表达，证实了这三个转录因子对于低氧/HIF-1α诱导分化的重要贡献，以及它们在HIF-1α和ATRA协同诱导分化中的重要作用。　　 综上所述，依靠Tet-Off、RNAi等技术平台，本文第一次明确了HIF-1α在低氧以及低氧模拟化合物诱导AML细胞分化中的重要作用，发现这一功能并不依赖于HIF-1自身的转录活性，而是通过增强髓系造血相关的重要调节因子的转录活性，从而引起AML细胞向粒系分化成熟；在此基础上，我们报导了ATRA在常氧下也可以迅速累积HIF-1α蛋白，并且HIF-1α蛋白的累积在ATRA诱导的白血病细胞分化中发挥了一定的作用。这些工作既拓展了人们对于HIF-1α蛋白功能的认识，构建了低氧效应网络中一条非常独特的信号通路，又开辟了ATRA诱导白血病细胞分化的新机制，为认识白血病细胞分化及生理造血提供了重要的理论基础，同时也为识别诱导分化治疗白血病的药物靶标提供了新的线索。