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目的:研究生长抑制特异蛋白GAS2在慢性粒细胞白血病(chronic myeloidleukemia,CML)细胞中的表达与功能,并初步探讨其作用机制。方法:(1)使用密度梯度离心获取CML患者和健康供体骨髓中的单个核细胞,使用CD34细胞磁珠富集试剂盒纯化CD34+细胞,并使用FACS纯化lin-CD34+和lin-CD34+CD38-细胞。Q-RT-PCR方法检测各类细胞中的GAS2转录本表达,免疫荧光的方法检测CD34+细胞中GAS2蛋白的表达。(2)制备携带靶向GAS2的shRNA的慢病毒,并侵染CML细胞株(K562和MEG-01)以及患者的CD34+细胞,检测GAS2沉默与对照细胞的Calpain活性、生长和集落生成能力。(3)使用PCR的方式扩增GAS2DN(GAS2△171-313,GAS2的显性负性突变体),并克隆至慢病毒载体中。在CML细胞株(K562和MEG-01)以及患者的CD34+细胞中过表达GAS2DN,而后检测GAS2DN与对照细胞的Calpain活性、生长及集落生成能力。(4)使用伊马替尼(Imatinib mesylate,IM)敏感的K562细胞研究GAS2沉默和GAS2DN表达对细胞IM敏感性的影响。(5)使用MEG-01细胞研究GAS2DN对细胞裸鼠皮下成瘤能力的影响。(6)使用免疫共沉淀研究GAS2与Calpain2在白血病细胞中是否存在相互结合。在GAS2DN过表达的细胞中利用RNAi抑制Calpain2的表达,以研究Calpain2活性的变化在GAS2DN影响CML细胞生长中的作用。(7)使用TOPFlash/FOPFlash报告基因质粒研究GAS2沉默及GAS2DN对CML细胞中β-catenin转录活性的影响;也使用免疫印迹等方法研究GAS2沉默及GAS2DN对CML细胞中β-catenin表达和定位的影响。(8)建立GAS2DN表达及对照MEG-01细胞的基因表达谱数据,并通过与公共数据库中CML相关数据的对比研究靶向GAS2影响CML细胞生长的分子机制。(9)使用Q-RT-PCR和免疫印迹等方法验证响应GAS2DN表达的候选基因,并使用基因沉默的方式研究候选基因HNRPDL在CML细胞生长的功能。结果:GAS2的mRNA表达在CML来源的细胞中均较健康供体来源细胞显著增高;免疫荧光显示GAS2蛋白在患者CD34+细胞中的表达也较正常对照细胞增高。使用两条独立的shRNA序列能有效抑制CML细胞中的GAS2表达,并导致GAS2蛋白表达的降低并活化细胞中的Calpain。GAS2沉默使CML细胞株(K562和MEG-01)和患者CD34+细胞的生长及集落生成能力显著降低。我们成功克隆了GAS2DN(GAS2△171-313,GAS2的显性负性突变体),并使用慢病毒递送至CML细胞中。这导致细胞中Calpain活性的增高并使它们的生长及集落生成能力显著降低。有趣的是,我们发现GAS2DN抑制CML患者CD34+细胞集落生成的能力显著强于它对健康供体来源CD34+细胞的抑制。GAS2沉默和表达GAS2DN都能增强K562细胞的IM敏感性。GAS2DN也显著抑制了MEG-01细胞在裸鼠皮下成瘤的能力(对照组:10/12,约83%;GAS2DN组:3/10,30%);且减缓肿瘤细胞的生长速度。免疫共沉淀表明GAS2与Calpain2在白血病细胞中相互结合。使用Calpain2的RNAi能显著“挽救”GAS2DN所导致的CML细胞生长抑制。我们发现K562和MEG-01细胞不具有β-catenin的转录活性,靶向GAS2不影响β-catenin的表达及定位。为研究靶向GAS2抑制CML细胞生长的分子机制,我们建立了表达GAS2DN和对照MEG-01细胞的基因表达谱。通过与公共数据库中相关数据的对比及表达验证,我们发现GAS2DN能显著抑制HNRPDL、PTK7和UCHL5的表达,而这3个基因在CML的单个核细胞和CD34+细胞中的表达均较正常对照细胞显著升高。在K562细胞中沉默HNRPDL能显著抑制细胞的生长及集落生成能力,并增强其IM敏感性。结论:CML与健康供体骨髓细胞相比,GAS2的转录本和蛋白表达均显著升高。沉默GAS2或者表达GAS2DN能显著抑制CML细胞的体外生长、集落生成能力和裸鼠皮下成瘤能力。此外,GAS2DN抑制患者CD34+细胞的能力强于它抑制正常骨髓CD34+细胞的能力,表明该抑制作用具有一定的特异性。最后,靶向GAS2增强CML细胞的IM敏感性。靶向GAS2的生长抑制作用依赖Calpain的活化,但不依赖β-catenin降解;可能通过下调一组(包括HNRPDL)基因的表达而实现其生长抑制功能。综上,本论文的研究表明GAS2在CML细胞中异常高表达,是CML细胞生长的新调控因子;提示GAS2可能成为改善CML治疗的新靶点。