低氧下K562细胞向红系分化进程中GATA-1与miR-451a表达的相关性研究

目的:探讨低氧下人慢性髓细胞性白血病K562细胞向红系分化进程中GATA结合蛋白1(GATA binding protein-1,GATA-1)与微小RNA-451a(microRNA-451a,miR-451a)表达的相关性。方法:将K562细胞分为常氧组和低氧(1%O2)组,经40μmol/L氯化血红素分别诱导分化至48和72 h。RT-qPCR检测γ-珠蛋白(γ-globin)的mRNA表达,联苯胺染色观察细胞血红蛋白生成情况,流式细胞术检测CD235a的表达水平,验证K562细胞红系分化模型是否复制成功。在K562细胞向红系分化的不同时点,采用Western blot检测两组细胞GATA-1的蛋白表达情况;采用RT-qPCR检测两组细胞GATA-1 mRNA和miR-451a的表达水平并进行相关性分析。检测GATA-1过表达组、干扰组和阴性对照组K562细胞的红系分化指标,同时采用瑞氏-吉姆萨染色法分析上述组别细胞形态学的变化,明确GATA-1过表达和抑制后K562细胞的红系分化情况。RT-qPCR检测GATA-1过表达和抑制后miR-451a的表达变化。结果:两组细胞分化48 h和72 h后,γ-globin表达量、联苯胺染色阳性率和CD235a表达量均显著高于0h(P<0.05),且低氧组72 h的γ-globin表达量、联苯胺染色阳性率和CD235a表达量均显著高于常氧组(P<0.05)。低氧组GATA-1 mRNA和miR-451a的表达水平随红系分化过程均呈现上升趋势(P<0.05),并在72 h均显著高于常氧组(P<0.05)。相关性分析结果显示,低氧下GATA-1 mRNA与miR-451a的表达呈正相关(P<0.01)。GATA-1慢病毒感染K562细胞72 h后,低氧下过表达组γ-globin表达量、联苯胺染色阳性率、CD235a表达量及体积增大、核偏移和核缩小的细胞数均显著高于阴性对照组(P<0.05);72 h干扰组γ-globin表达量、联苯胺染色阳性率、CD235a表达量及体积增大、核偏移和核缩小的细胞数均显著低于阴性对照组(P<0.05)。与阴性对照组相比,低氧下过表达GATA-1后,72 h时miR-451a的表达显著增高(P<0.05);干扰GATA-1后,72 h时miR-451a的表达显著降低(P<0.05)。结论:低氧通过诱导GATA-1表达增高而上调miR-451a,从而促进K562细胞向红系分化。     

微小RNA-16对K562细胞向巨核细胞系分化的影响

目的:观察微小RNA-16(microRNA-16,miR-16)对人白血病细胞K562向巨核细胞系分化的影响,并初步探索其中可能的机制。方法:在K562细胞中通过转染miR-16模拟物(mimics)或miR-16抑制物(inhibitor),实时荧光定量PCR检测miR-16的水平变化,通过流式细胞术检测巨核细胞系分化指标CD41、CD42b及CD61的表达。用Western blotting检测miR-16对下游白血病癌基因(myeloblastosis oncogene,MYB)蛋白水平的影响,进而利用流式细胞术检测miR-16是否通过影响MYB调控CD41、CD42b及CD61的表达。结果:转染miR-16-mimics可显著升高K562细胞中的miR-16水平并促进CD41、CD42b及CD61的表达(P0.05),而转染miR-16-inhibitor可明显抑制K562细胞中的miR-16水平同时降低CD41、CD42b及CD61的表达(P0.05);Western blotting证实miR-16可调控MYB蛋白水平,而沉默MYB可逆转miR-16对CD41、CD42b及CD61表达的调控作用。结论:miR-16可通过调控MYB的表达,调节人白血病细胞K562向巨核细胞系分化的能力。     

Daxx抑制K562细胞向巨核细胞分化

目的:观察过表达死亡结构域相关蛋白(Daxx)对K562细胞活力和向巨核细胞分化的影响。方法:建立稳定过表达Daxx的K562细胞,荧光显微镜观察、实时荧光定量PCR和Western blot检测Daxx的过表达效果,CCK-8法检测过表达后细胞活力的变化;佛波酯(PMA)诱导K562细胞向巨核细胞系分化,Western blot检测在K562细胞向巨核细胞分化过程中Daxx和p-ERK的表达变化,流式细胞术检测CD41和CD61的表达变化;PMA处理过表达Daxx的K562细胞,NBT还原实验检测细胞分化情况,流式细胞术检测过表达Daxx后CD41和CD61的表达变化,Western blot检测p-ERK的蛋白水平。结果:建立了稳定的过表达Daxx的K562细胞,过表达Daxx抑制K562细胞的活力。PMA诱导K562细胞向巨核细胞分化,CD41和CD61表达水平增高,同时p-ERK的蛋白水平升高,Daxx表达水平下降。过表达Daxx可以抑制K562细胞向巨核细胞分化,CD41和CD61表达降低,同时p-ERK的蛋白水平降低。结论:过表达Daxx可以抑制K562细胞生长及向巨核细胞分化,同时抑制ERK的磷酸化。     

miR-34a-5p抑制K562细胞红系分化

目的探索miR-34a-5p对K562细胞红系分化的影响。方法分别用miR-34a-5p模拟物和反义抑制寡核苷酸转染K562细胞,用real-time PCR法检测过表达或干扰效率,并进一步用流式细胞术和联苯胺染色法检测K562细胞向红系的分化情况;通过Western blot方法检测miR-34a-5p的靶基因。结果 miR-34a-5p在K562细胞红系分化过程中呈现表达下降趋势;在K562细胞中过表达miR-34a-5p可抑制hemin诱导的红系分化(P0.05);反之,干扰K562内源的miR-34a-5p表达会对K562红系分化产生促进作用(P0.01);另一方面,miR-34a-5p通过靶向抑制c-MYB的表达抑制细胞向红系分化。结论 miR-34a-5p通过抑制c-MYB在K562细胞早期红系分化过程中发挥促进作用。     

转录因子Sp1抑制K562细胞红系分化

 目的 研究转录因子Sp1在K562细胞诱导向红系分化过程中的表达变化,并确定其对于红系分化及珠蛋白表达的影响。方法 用定量PCR及Western blot的方法确定Sp1在红系分化过程中的表达情况。通过RNAi的方法抑制Sp1的表达,并通过联苯胺染色确定K562细胞中血红蛋白的表达情况,同时定量PCR的方法分析红系分化相关基因的表达,流式细胞技术检测红系分化过程中表面标志蛋白的表达情况。结果 在hemin诱导的K562细胞以及促红细胞生成素EPO诱导的造血干细胞向红系分化过程中,Sp1的mRNA及蛋白水平均呈明显下降,提示其可能负调节红系分化过程。在K562细胞中抑制Sp1的表达则可明显提高K562细胞中的血红蛋白含量,促进γ-,ε-珠蛋白,CD71,CD235a基因的表达,同时CD71,CD235a阳性细胞比例明显增加。结论 以上结果说明转录因子Sp1负调节红系分化过程,抑制Sp1的表达可提高K562细胞中珠蛋白的表达,并促进K562细胞向红系分化。     

MicroRNA-144调控红系分化

目的研究microRNA-144(miR-144)通过调节视网膜母细胞瘤蛋白(RB)对红系分化的影响。方法用氯化高铁血红素(hemin)诱导人慢性髓系白血病细胞系K562可实现在体外模拟红系分化过程,使用Real-time PCR检测miR-144表达;利用体外合成的寡核苷酸(mimic-144)转染K562细胞,检测过量表达miR-144对红系分化的影响;结合生物信息学分析、双荧光素酶报告系统和Western blot寻找并确定miR-144的靶基因。结果 miR-144在hemin诱导的K562红系分化过程中表达显著升高(P<0.05),在K562细胞中过表达miR-144可以促进血红蛋白(γ-globin)和红细胞表面标志CD235a的表达和积累;RB为miR-144的靶基因之一;在K562红系分化中,RB呈先略升后降的趋势,以0 h为参照,12 h RB/GAPDH灰度值最低为:0.092±0.007(P<0.05)。结论 miR-144通过负调控RB的表达促进hemin诱导的K562红系分化。     

IFN-γ促进红系终末分化

目的探索IFN-γ对体外红系终末分化的调节作用。方法用real-time PCR法检测IFN-γR1/R2在血红素(hemin)诱导K562细胞红系分化过程中的表达变化。以IFN-γ处理hemin诱导的K562细胞和人脐血CD34+细胞来源的红系细胞,用real-time PCR检测红系分化标志物CD235a和CD71表达。用联苯胺染色展现IFN-γ处理的K562细胞中血红蛋白含量,通过Western blot和real-time PCR检测红系相关转录因子GATA1和NFE2的表达。结果 Hemin诱导下分化的K562细胞中IFN-γR1/R2 mRNA先减少后增高,IFN-γ促进K562及造血干祖细胞红系分化晚期CD71及CD235a的表达,增加联苯胺阳性染色率。IFN-γ对红系分化的促进作用具有时间依赖性。机制研究表明IFN-γ可促进红系关键转录因子NFE2的表达。结论 IFN-γ促进K562细胞及人脐血造血干祖细胞的红系终末分化。     

ZNF330促进红系分化

目的探索ZNF330对红系分化的影响及作用机制。方法用hemin诱导K562细胞向红系分化,用real-time PCR检测ZNF330的表达;ZNF330的RNAi慢病毒颗粒感染CD34+细胞并向红系诱导后用real-time PCR检测CD235a和γ-globin的表达。在293T/17细胞中,用双荧光报告系统检测ZNF330是否具有转录激活作用;在293T/17细胞中,用Co-IP检测ZNF330与mRNA降解途径中ZNF408的相互作用。结果在hemin诱导的K562细胞向红系分化过程中ZNF330表达逐渐升高;抑制ZNF330后,CD34+细胞中红系分化标志CD235a和γ-globin的表达下降(P0.05);未检测到ZNF330的转录激活结构域;双向Co-IP证明ZNF330与ZNF408是相互作用蛋白。结论ZNF330促进红系细胞分化,一个可能的机制是通过与一个参与mRNA降解途径的因子ZNF408的相互作用。     

SLC30A3促进人髓性白血病细胞K562向早期红系分化

 目的 研究SLC30A3在红系分化中的作用。 方法 在人髓性白血病K562细胞系中用质粒载体过表达SLC30A3后，检测细胞红系分化指标CD235、ε-、γ-和β-珠蛋白的表达量及细胞增殖速度。流式细胞术检测CD235的表达，荧光实时定量PCR检测珠蛋白mRNA水平，Western blot法检测转录因子GATA-2蛋白水平，MTS法检测细胞增殖速度。结果 过表达SLC30A3使K562细胞的红系分化特异标志CD235的表达升高，CD235阳性细胞率由对照组的34.25%±16.89%增加至95.7%±0.14%，ε-、γ-和β-珠蛋白的表达明显升高，红系分化相关转录因子GATA-2的表达降低，细胞增殖速度加快。结论 SLC30A3促进人髓性白血病K562细胞系向早期红系分化。     

蛇六谷提取物抑制K562细胞增殖并诱导分化的作用

目的:探讨蛇六谷提取物(TuAKe)抑制人慢性髓系白血病K562细胞增殖和诱导分化的作用机制。方法:不同浓度的TuAKe处理K562细胞,MTT比色法和半固体集落形成实验检测K562细胞的增殖能力;瑞氏-姬姆萨染色观察细胞形态;流式细胞术检测分化相关抗原CD11b、CD14和CD42b的阳性表达率;Western blot法检测细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)、细胞周期蛋白E1(cyclin E1)和红系分化核转录因子GATA-1的蛋白表达水平。结果:TuAKe能够抑制K562细胞增殖,改变细胞形态,抑制K562细胞进入S期,并阻滞在G_2/M期,提高分化相关抗原CD11b、CD14和CD42b阳性表达率,上调GATA-1蛋白表达,同时下调CDK2和cyclin E1蛋白表达(P0.05)。结论:TuAKe可能通过调控细胞周期抑制K562细胞增殖,同时诱导K562细胞多向分化。