动态检测活细胞内的分子运动是当今生物医学研究的热点内容之一。应用以共聚焦显微镜为基础的荧光漂白恢复(FRAP)技术结合绿色荧光蛋白(GFP)，使得在单一活细胞内实时地观察重要分子在细胞内的运动性成为可能。转录因子功能的发挥有赖于分子适时地由细胞浆转入细胞核，并与相应的DNA结合发挥转录活性，这一切必需依靠分子在细胞内的运动才能实施。 信号转导与转录活化因子3(STAT3)是一类存在于细胞浆的转录因子，因mRNA剪切方式的不同存在两个isoform-STAT3α和STAT3β，分子量分别为92和83KD，它们由同一个基因编码并广泛地存在于人类大多数的组织细胞内。STAT3β缺失STAT3αC末端55个氨基酸的转录活化结构域(TAD)而被7个功能不详的氨基酸(CT7)取代，因此STAT3β最初被认为是STAT3功能发挥的负向调控因子.过去研究表明，STAT3α和STAT3β在DNA结合活性、基因转录活化、正常生理和病理生理学方面存在各自不同的特性与功能。 另外，急性早幼粒细胞性白血病(APL)异常融合蛋白均累及重要转录因子维甲酸受体α(RARα)，提示RARα是APL发生的共同靶点。基于合作课题组以前的研究结果，融合蛋白X-RARα(这里“X”代表PML、PLZF、NuMA、NPM或STAT5b)和存在于M2b型急性髓细胞性白血病(AML)的AML-1-ETO融合蛋白，与其相应的野生型分子RARα或AML1相比较，出现明显核内运动减慢及细胞内定位异常，提示这种异常的动力学改变可能是白血病相关融合蛋白的共同细胞内动力学变化特征。为了进一步拓展对这些蛋白分子的细胞内动力学变化的认识，本文通过构建一系列GFP标记质粒和荧光漂白恢复(FRAP)技术对这些野生型和突变型的表达蛋白展开研究。主要获得如下结果： (1)荧光显微镜和高通量显微镜(HTM)分析结果显示，过表达GFP标记STAT3α和STAT3β蛋白，在细胞内表达分布和配体介导的由细胞浆转入细胞核动力学方面无明显差异，均表现为时间及配体浓度依赖性的核内积聚；然而，配体撤除后，两者的出核表现明显不同，GFP-STAT3α由细胞核至细胞浆的半衰期时间为15分钟，而GFP-STAT3β则表现明显的核内滞留时间延长，半衰期时间大于3小时。 (2)FRAP结果显示，STAT3α与STAT3β存在不同程度的核内动力学变化，与STAT3α比较，STAT3β表现为明显的核内运动减慢，运动降低77％；而配体的存在则导致STAT3β的核内运动进一步减慢，比无配体时降低52％。 (3)CT7结构域的缺失完全消除STAT3β的核内滞留现象，提示作为STAT3β的特征性功能结构域CT7对其核内滞留具有重要意义，但STAT3β的核内运动减慢则并不依赖于CT7结构域。 (4)POZ结构域不仅在PLZF和PLZF-RARα分子的核内运动改变中具有重要意义，而且是全反式维甲酸(ATRA)诱导PLZF-RARα核内运动显著减慢效应中的必需基团。但是该结构域的缺失并不影响融合蛋白PLZF-RARα在细胞内的异常定位。 (5)位于STAT5b区域的CC和SH2结构域是STAT5b-RARα分子发生核内运动减慢效应的必需基团，而且CC结构域的缺失完全逆转融合蛋白STAT5b-RARα的异常细胞内定位效应，呈现与STAT5b相似的定位分布，提示CC结构域对于融合蛋白异常定位的重要性；另外发现，SH2结构域在ATRA诱导融合蛋白的核内运动显著减慢效应中发挥重要作用。 (6)位于PML区域的CC结构域是PML-RARα分子实现异常细胞内动力学改变的重要基团；但是，PML-RARαt的SUMO化状态改变并不影响其在细胞内运动。 (7)放线菌素D(ActD)完全抑制RARα,PLZF-RARα和STAT5b-RARα的核内运动性使它们成为不动分子，而ATRA能够逆转ActD对于RARα分子运动的抑制效应，但是并不能逆转对于融合蛋白的抑制效应。 (8)APL相关共抑制因子SMRT在细胞内呈现快速运动分子，PML-RARα与SMRT共定位导致SMRT的核内运动显著减慢(t1/2＞5分钟)，然而ATRA在诱导SMRT与融合蛋白解离的同时，能有效恢复SMRT在细胞内的运动。而共激活因子CBP则始终表现为快速运动分子。 这些研究不仅直接从时间和空间的角度客观真实地反映这些蛋白分子在单个活细胞中的运动性，而且阐明了这些蛋白分子表现的细胞内动力学差异与功能结构域之间的相关性，如CT7结构域在STAT3β核内滞留效应中的重要性以及APL融合蛋白的异常细胞内动力学改变与特定功能结构域之间的相关性，进而为深入认识这些与肿瘤相关的转录因子在生物学行为与功能发挥方面提供更为详尽的信息。