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慢性髓细胞性白血病(Chromc myelogenous leukemia,CML)最大的细胞遗传学特点是存在特异性的Ph染色体,即9号染色体上的原癌基因c-abl和22号染色体的断点集中区(bcr)易位形成分子量210KD的BCR-ABL融合蛋白(P210),转录活性受bcr启动子控制,该蛋白具有异常增强的酪氨酸蛋白激酶活性(Proteintyrosine kinase,PTK),并活化细胞内相关的信号传导通路,从而影响细胞的分裂与增殖、细胞凋亡、黏附等细胞生物学行为。为研究CML发生、发展和转归,人们一直在尝试利用不同的启动子制备BCR-ABL转基因小鼠模型。但多数BCR-ABL转基因小鼠却表现为急性淋巴细胞白血病,试验结果并不令人满意,主要原因在于所采用的启动子不能使P210特异性的在造血干细胞和髓系细胞中特异性表达。
在CML患者体内,BCRo-ABL,融合基因受bcr启动子调控,但如果在转基因小鼠中直接用bcr启动子控制P210表达,会引起小鼠在胚胎期死亡。将四环素诱导表达系统引入BCR-ABL,转基因小鼠的制备,控制P210的表达时间和表达量,在小鼠出生后表达P210,可避免因P210表达而出现的胚胎毒性。Tet/Off系统诱导基因表达是通过撤除诱导剂来实现的,所以无法精确控制目的基因的表达量。而Tet-On诱导系统可通过添加不同浓度的诱导剂控制目的基的定时、定量表达。在本研究中,利用Tet-On诱导系统定时定量的控制BCR-ABL,融合基因,在小鼠出生后诱导P210表达,同时利用bcr启动子特异控制Tet-On系统调控蛋白的表达,使P210在小鼠造血干细胞和髓系血细胞中特异表达。通过受时空控制的P210表达避免P210的胚胎毒性,制备符合人CML慢性期疾病表现的BCR-ABL转基因小鼠模型,用于CML发生、发展、转归和干预的基础和临床研究。本研究首先克隆了1.1kb bcr启动子,并利用报告基因EGFP对其在不同细胞株中的转录活性作了初步研究,证实1.1kb bcr启动子能在髓系血细胞中调控目的基因的表达,为利用bcr启动子控制四环素调控表达系统中的调控蛋白的转录奠定了实验基础。在成功克隆1.1Kb人bcr启动子并证实其在髓系细胞中具有相对特异性表达特性的基础上,我们构建pbcrTet-On和pTRE2-BCR-ABL重组质粒,试图建立一个Tet-on调控的、能在造血干细胞和髓系血细胞中特异性表达的BCR-ABL基因表达系统。用pbcrTet-On和pTRE2-BCR-ABL两个重组质粒共转染人急性髓细胞白血病细胞株HL-60,成功获得Tet-On诱导特异性表达BCR.ABI,的HL-60细胞系。在此系统中,采用强力霉素DOX诱导bcr启动子控制的调控蛋白rtTA在髓系血细胞中特异表达,以调控蛋白rtTA控制目_的基因BCR-ABL融合基因的表达水平。双转染阳性的HL-60细胞中P210的表达与DOX浓度存在量效关系。采用MTS/PMS法测定不同剂量DOX诱导P210表达HL-60细胞的增殖能力,发现其增殖能力较未转染HL-60细胞显著增强。Annexin-V法测定DOX诱导P210表达HL-60细胞的凋亡水平,发现双转染HL-60细胞抗凋亡能力增强。进一步以半定量RT-PCR方法研究bcl-2和bcl-xl mRNA相对量的变化,发现P210表达后引起Bcl-2 mRNA表达下调,而Bcl-xl mRNA表达水平明显增高。
Fet-on调控的、能在造血干细胞和髓系血细胞中特异性表达的BCR-ABL,基因表达系统的建立,为进一步制备Tet-on调控的BCR-ABL转基因小鼠创造了条件。我们将bcr-tet-On和TRE2-BCR-ABL基因元件显微注射到ICRxC57BL/6杂交F1代鼠的雄原核中,共出生49只原代小鼠。PCR初筛后,以Southernblot检测PCR结果阳性小鼠,证实一雌性小鼠为TRE2-BCR-ABL阳性,目前正在加紧繁殖保种作进一步的鉴定。我们将利用TRE2-BCR-ABL阳性小鼠与表达四环素诱导表达调控元件的转基因小鼠进行交配繁殖,建立Tet-On系统诱导表达BCR-ABL转基因小鼠,在小鼠体内真正实现可时空控制BCR-ABL融合基因的表达。