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人类珠蛋白基因家族分为α和β两个基因簇。位于第16号染色体短臂上的α-珠蛋白基因簇以5-ζ-ψζ-ψα-α2-α1-θ-3顺序排列，其中ζ为胚胎型功能基因，α为胎儿型和成年型功能基因，全长约40kb；位于第11号染色体短臂上的β-珠蛋白基因簇以5-ε-Gγ-Aγ-ψβ-δ-β-3顺序排列，其中ε为胚胎型功能基因，Gγ和Aγ为胎儿型功能基因，β为成年型功能基因，全长约50kb。
珠蛋白基因在个体发生中表现为依次表达，并具有高度的组织特异性和发育阶段特异性；两类珠蛋白基因的终产物间始终维持平衡。珠蛋白基因的转录受编码基因与其旁侧序列甲基化程度、顺式作用元件、细胞内反式作用因子和染色质结构的调节控制。β-珠蛋白基因座控制区(LocusControlRegion，LCR)位于ε-基因上游，由四个红系特异性的DNaseⅠ高敏位点(HS)和一个非红系特异性的HS(功能有争议)组成，它们对于β-珠蛋白基因簇内各个珠蛋白基因在红系组织细胞中的高表达是必需的。α-珠蛋白基因簇上游亦存在类似的一系列高敏位点(PositiveControlElement，PCE)，参与调控α样珠蛋白基因的表达。
转基因动物是指以实验方法导入的外源基因在其染色体基因组中稳定整合并能遗传给后代的一类动物。利用转基因动物研究真核基因的表达调控可以在分子水平上设计实验，从四维时空观察转基因的整体效应。此外，利用转基因动物技术可以建立人类疾病相关基因的转基因动物模型，以探讨异常基因的表达调控规律。近年发展起来的建立在大肠杆菌F因子基础上的细菌人工染色体(BacterialArtificialChromosome，BAC)载体，可携带长达300kb以上的外源DNA片段，使人们得以利用包含完整基因簇的大片段DNA进行转基因动物研究，克服以往小片段重组体转基因实验中忽略基因间或调控元件之间相互作用的缺陷，从而研究大片段基因簇的表达调控规律。BAC载体的遗传特性稳定，不易发生缺失和重组；制备和纯化方法简便快速；可直接进行DNA测序分析；载体上的稀有限制性内切酶NotI位点可以方便地线性化BACDNA并去除载体片段，具有粘粒(Cosmid)、酵母人工染色体(YeastAritificialChromosome，YAC)等其他大容量载体不可比拟的优越性。因此在人类基因组计划和基因表达调控等研究领域，BAC文库获得了广泛的应用。
本研究首先利用温度敏感型穿梭载体(shuttlevector)介导的同源重组的方法，修饰含全长人β珠蛋白基因簇及一段IL-11受体α链基因的BAC克隆，经氯霉素(Ch1)正筛选和镰孢菌酸(FA)负筛选，获得发生两次同源重组后只含修饰后BACDNA而穿梭载体已丢失的菌株。经脉冲场凝胶电泳(PulseFieldGelElectrophoresis，PFGE)鉴定后，大量提取并纯化BACDNA后，用NotI酶切分离出包含完整人β-珠蛋白基因簇的插入片段，经SepharoseCL-4B柱凝胶过滤层析快速分开了插入DNA片段和载体DNA，选择合适浓度的DNA经显微注射制作转基因小鼠，并成功地建立了相关的转基因动物。核酸酶保护实验(RNaseProtectionAssay，RPA)结果显示含完整人LCR结构的转基因小鼠体内的人β类珠蛋白基因表达呈现正确的组织特异性和发育阶段特异性，IL-11α链受体基因的有无并没有影响转基因鼠体内的人β类珠蛋白基因发育阶段特异性表达。但在HS5缺如的转基因鼠中，人γ-珠蛋白基因不表达，进一步证实LCR结构的完整性对β-珠蛋白基因簇的表达调控至关重要。
为探讨LCR与PCE对两类珠蛋白基因簇表达调控模式上的差异，采用改良的ETCloning同源重组技术，分别修饰BAC186D7及BAC191K2克隆，构建含LCR与α结构基因的重组体，获得9株转基因鼠。收集4株外源基因单拷贝的转基因鼠胚胎组织，检测α-类珠蛋白基因的表达情况。结果表明：1)人ζ-珠蛋白基因的转录在胚胎期正常开启(表达量8.5天与9.5天最多，以后逐渐减少)，成年期关闭。2)人α2珠蛋白基因在转基因小鼠的整个胚胎发育中持续表达，但成年期表达水平明显高于胚胎期，这与鼠内源α基因表达模式相似。3)人α1珠蛋白基因仅在12.5天胎肝中才出现表达，且表达量较之α2珠蛋白低。4)4个株系转基因鼠的人α珠蛋白基因表达水平存在差异，其中有一株不表达，其余3株分别为鼠内源珠蛋白表达水平的30％-140％，说明外源基因位于染色体的不同整合位点环境对其表达水平有影响，缺乏整合位点不依赖性。
综上结果说明：1)利用温度敏感型的穿梭载体经同源重组，成功删除了位于嵌合体B5-BAC克隆中IL-11受体α链基因，建立了相关的转基因鼠模型。2)IL-11受体α链基因的有无并不影响β珠蛋白基因的发育模式及表达水平。但LCR中HS5的缺如，使γ珠蛋白基因在胚胎发育中不表达。3)利用改良的ETCloning同源重组技术，构建了含LCR与反向α结构基因的重组体，获得9株转基因鼠。4)上游调控序列LCR取代PCE后，并没有影响距离LCR最远的人ζ-珠蛋白基因表达的发育模式，但较正常α转基因鼠的关闭时相提前。说明人ζ-珠蛋白基因对上游调控序列的依赖性较小，而受邻近序列的影响较大，如启动子序列，3-非翻译区序列等，更倾向于自我调控。人α珠蛋白基因的开关受到影响，表现在人α2珠蛋白基因在转基因小鼠的整个胚胎发育中持续表达，但成年期表达水平明显高于胚胎期，与鼠内源α基因表达模式相同，然而人α1珠蛋白基因仅在成年期表达，且表达量较之α2珠蛋白低。此外，4个株系转基因鼠的人α-类珠蛋白基因表达水平存在差异，其中有一株不表达，说明外源基因位于染色体的不同整合位点环境对其表达水平有影响，缺乏整合位点不依赖性。