急性髓系白血病（AML）是由未成熟的髓系造血干细胞癌变引起的一类严重的血液系统恶性肿瘤,是白血病中最常见的一种类型,生存率较低且预后不良。ERG（ETS-related gene）是一种ETS家族的转录因子,在造血系统中对调节造血干细胞的正常功能和维持外周血中血小板数量起着至关重要的作用,但是其在AML发病中的作用及具体调控机制仍不清楚。SUMO化修饰是一类与泛素化修饰相似的蛋白质翻译后修饰形式,在维持细胞正常生命活动中发挥重要的调控作用。SUMO化修饰的异常与多种人类疾病,包括血液系统肿瘤的发生发展都有密切的联系。ERG蛋白是否被SUMO修饰,以及ERG的SUMO修饰在AML中的作用仍然未知,本论文围绕这一科学问题展开了相关研究。利用载体构建、慢病毒的制备及白血病细胞感染等实验技术,在白血病细胞中稳定敲低或过表达ERG蛋白,MTT法及细胞计数检测ERG是否影响AML细胞的增殖能力。结果发现与对照组相比,ERG敲低表达的细胞增殖速率明显变慢,而ERG过表达细胞的增殖速率则显著变快。接下来进一步检测ERG对于AML细胞分化的影响,用分化诱导剂佛波酯（PMA）诱导细胞分化,通过流式细胞筛选技术进行检测。结果发现ERG过表达细胞表面分化标志物CD11b的表达显著低于对照组细胞,表明ERG抑制AML细胞的分化。上述结果说明ERG促进AML细胞的增殖,抑制细胞的分化。我们通过数据库预测到ERG蛋白是SUMO修饰潜在的靶蛋白,蛋白质免疫共沉淀技术（Co-IP）的结果表明ERG主要被SUMO2修饰,同时利用免疫荧光实验证明ERG与SUMO2有明显共定位,这一结果进一步验证了 SUMO2与ERG相互结合并发挥修饰作用。接下来我们通过Co-IP实验确定PIAS4是介导ERG的SUMO化修饰的主要E3连接酶,ERG与PIAS4的共定位进一步验证了这一结论。而介导ERG去SUMO化修饰的特异性蛋白酶主要为SENP2。接下来我们构建了 ERG的SUMO位点突变载体,通过蛋白质Co-IP实验进一步确定了 ERG蛋白的第37、74和289位赖氨酸残基为其SUMO化修饰位点。上述结果表明ERG通过E3酶PIAS4介导其SUMO化修饰,通过SENP2实现去SUMO化修饰,并且ERG蛋白的SUMO化修饰位点包括K37、K74和K289位。SUMO修饰可以调控蛋白质的稳定性,进而影响其功能。适宜浓度的放线菌酮（CHX）能够抑制细胞蛋白质的合成,通过免疫印迹发现ERG的SUMO化修饰可抑制其泛素化修饰,进而增强其稳定性。PML在细胞核内可以形成PML小体,招募蛋白并协同调控蛋白的SUMO修饰,我们通过Co-IP实验检测PML在ERG的SUMO化修饰中的作用,结果发现PML可促进ERG的SUMO化修饰,免疫荧光实验显示ERG与PML共定位于细胞核内。AS2O3已经临床用于急性早幼粒细胞白血病（APL）的治疗,实验进一步表明,AS2O3可减少AML细胞中ERG蛋白的表达,促进分化标志物CD1 1b的表达,因此ERG可能在AS2O3治疗白血病中发挥一定的作用。最后,我们利用ERG的SUMO位点突变慢病毒表达载体转染细胞,成功构建了 SUMO位点突变的ERG稳定转染细胞系。首先通过细胞计数实验发现,SUMO位点突变的ERG可以显著抑制白血病细胞的增殖。我们又使用PMA诱导细胞分化,通过流式细胞筛选发现,SUMO位点突变的ERG白血病细胞的CD11b的表达明显上调,这些结果说明ERG的SUMO突变抑制白血病细胞的增殖,并且促进白血病细胞的分化水平。总结以上结论,本论文初步研究了 ERG的SUMO化修饰在急性髓系白血病中的作用及可能的分子机制,发现ERG可促进AML细胞的增殖,抑制细胞的分化。SUMO修饰的E3酶PIAS4介导ERG蛋白的SUMO化修饰,SENP2特异性去除ERG蛋白的SUMO化修饰,ERG蛋白SUMO化修饰位点包括K37、K74和K289。SUMO化修饰可抑制ERG的泛素化降解从而提高ERG的稳定性,PML可促进ERG的SUMO化修饰,AS2O3可以抑制AML细胞中ERG的表达。ERG的SUMO修饰突变抑制AML细胞的增殖,促进细胞分化。本论文研究阐明了转录因子ERG的SUMO修饰相关机制,初步探讨了ERG的SUMO化修饰在AML发生发展中的可能作用,为AML的靶向治疗提供了新思路。