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目的：骨髓增生异常综合征(myelodysplasticsyndrome,MDS)是起源于造血干细胞(hematopoieticstemcells,HSCs)的克隆性髓细胞造血异常。临床上以外周血中持续一个或几个系列的造血细胞减少，骨髓造血细胞发育异常(dysplasia)或称病态造血导致贫血和向急性髓细胞性白血病转化的高风险为基本特征。由于MDS患者的骨髓中细胞克隆成分呈极端异质性，各种细胞克隆的生物学表型非常复杂多样且处于不断动态变化中，而迄今尚未建立真正意义上的MDS细胞株，因此对MDS细胞的特性以及MDS的发病机理的研究相当困难。另外，由于病态造血累及的造血细胞系列和严重程度轻重不一,MDS患者的骨髓细胞成分和临床表现呈现极大的异质性，依赖细胞形态、染色体畸变和临床特征等指标来诊断MDS往往相当困难，不少病例常难以确诊或误诊，需发展新的分子诊断指标。因此，根据MDS起源于造血干细胞和病态造血二大特征，着重从CD34+细胞全基因组表达谱芯片上分析与造血和细胞骨架调控相关基因的差异表达，并通过处于MDS早期阶段的MDS-RA病例验证与MDS病理生理相关的某些“候选基因”，以深入研究MDS的发病机理并期望找到能用于MDS诊断的新分子指标，并将新的分子指标制成液相表达芯片以用于MDS的鉴别诊断。研究方法：应用Affymetrix全基因组芯片分析研究各阶段MDS(难治性贫血(RA)、难治性贫血伴环形铁粒幼细胞增多(RAS)、难治性贫血伴原始细胞增多（RAEB）、难治性贫血伴原始细胞增多转变型(RAEBt))及正常人骨髓CD34+细胞的基因表达谱，筛选MDS中与细胞骨架和造血干细胞造血调控密切相关基因的差异表达，再用RQ-PCR验证这些基因在核型正常的MDS-RA病例CD34+细胞中是否也存在差异表达，分析差异表达基因与HSCs造血调控的内在联系。由于MDS病例难以获得足量CD34+细胞，因此再分析差异表达基因在核型正常的MDS-RA患者单个核细胞中的表达态势。选取差异表达基因与荧光微球偶联制成低密度液相表达阵列，收集临床病例骨髓标本，分成RA组、RAEB组、RAEBt组、急性髓细胞性白血病（AML）组和对照组（包括增生性贫血、缺铁性贫血、血小板下降、白细胞下降等），分离单个核细胞，以管家基因GAPDH为内参，与RQ-PCR结果相比较，分析液相诊断芯片的灵敏度、特异性和重复性等指标及对MDS的鉴别诊断效能。结果：CD34+细胞全基因组表达谱芯片筛得九个表达发生趋势性改变的基因，其中N-cadherin、E-cadherin和c-mycbindingprotein呈下调趋势；β-catenin、Rap1GAP、c-mycpromoterbindingprotein、Rac1、Rac2和Cdc42呈上调趋势。经RQ-PCR验证，核型正常的MDS-RA病例CD34+细胞差异表达基因中，Rap1的关键调节分子Rap1GAP显著上调(P=0.0001)，其可促使Rap1失活；而与Rap1存在反馈调节作用的粘附分子cadherin，包括N-cadherin和E-cadherin，表达显著下调(P=0.0011,P=0.0001)；其下游靶分子β-catenin的表达显著增高(P<0.0001)。β-catenin的核内靶分子c-myc未检测出显著的表达水平改变(P=0.6859)，但c-mycbindingprotein和c-mycpromoterbindingprotein的表达水平分别显著下调及上调(P<0.0001,P<0.0001)，两者分别促进和抑制c-myc的表达,推测可能存在负反馈效应，反映c-myc活性具有上调倾向，这与c-myc在MDS-RA具有相对高的中位值是一致的；既参与造血，又与细胞形态密切相关的RhoGTPases家族分子Rac1、Rac2和Cdc42的表达水平显著上调(P=0.0007,P=0.0001,P=0.0086)。上述差异表达基因在核型正常的MDS病例的单个核细胞中仅Rap1GAP和Rac2存在差异显著性。选取Rap1GAP、Rac2、SPA1(Rap1的另一个负调控分子)、RhoBTB3(与肿瘤密切相关的RhoGTPases家族分子)和内参GAPDH共5个基因建立了液相微球表达阵列，每个基因检测的线性范围为0.0025～0.1umol，液相表达阵列具有良好的特异性和重复性(P<0.001)。检测RA、RAEB、RAEBt、AML和其他组差异表达发现，Rac2、RhoBTB3、SPA-1和Rap1GAP各组间有显著性差异性存在(分别为P<0.0001,P=0.0491,P=0.0206和P=0.0046)，其差异显著性与实时荧光定量PCR一致，泊松相关系数分别为0.930，0.946，0.945和0.921，具显著性(P<0.001)。其中Rac2的表达在RA组与对照组间，RA组与AML组间，RAEB组与AML组存在显著性差异，以RA组相对表达水平最高，RAEB组其次，AML组最低；而Rap1GAP的表达在AML组与其余四组间表达存在差异性；SPA-1各组间未发现有显著性差异存在；RhoBTB3在RAEBt组与其余四组间存在差异，以RAEBt组相对表达最高。结论：基于对核型正常的MDS-RA病例CD34+细胞的基因表达谱分析，cadherin-β-catenin-c-myc途径可能对MDS早期造血干细胞的造血调控发挥重要作用，由Rap1GAP负性调控的Rap1通过与cadherin的反馈调节可能是此信号通路的关键起始分子；Rac2的上调有助于β-catenin的核内转位而增强此信号调控通路的作用。RhoGTPases家族分子基因的紊乱表达可能与MDS骨髓细胞形态异常相关。本研究为MDS的病理生理机制研究提供了新的、重要的出发点。另外，成功建立了基于荧光微球的液相基因表达阵列，其敏感性高、特异性强、重复性好，并经RQ-PCR验证；Rap1GAP和Rac2可能成为MDS新的分子诊断指标。