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背景骨髓增生异常综合征(Myelodysplastic syndromes, MDS)是一种造血干细胞克隆性疾病,其主要特点为骨髓无效造血导致外周血细胞减少,以及造血干细胞基因组不稳定导致向急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia, AML)高转化的危险。由于MDS分型复杂,不同类型的MDS具有不同的病态造血表现,这给MDS的诊断、治疗和预后监测带来了很大困惑。SALL4是果蝇婆罗双树基因(Drosophila spalt)的同源基因,定位于第20号染色体的q13.13-q13.2。近来研究表明,SALL4在维持胚胎干细胞的多能性方面起着重要作用,并与造血发育和血液恶性肿瘤的发生具有相关性。SALL4B过表达的转基因小鼠发生了MDS类似征候群,进而转化为白血病。然而SALL4在MDS各亚型中的具体表达模式及临床应用价值目前国内外尚没有报道。本研究中我们一方面从基因和蛋白两个水平分析SALL4在MDS不同亚型和分期中的表达模式,同时对MDS患者进行长期随访评价SALL4在MDS预后判断中的临床价值；另一方面采用SALL4B转基因小鼠模型和SALL4条件性基因敲除模型从基因功能获得和缺失两个角度深入探讨SALL4在MDS及AML发生发展中的作用机制。材料和方法本研究主要分为三个部分,第一部分中我们对2009年12月至2011年12月间就诊于北京协和医院、北京西苑医院、北京医院及北京市道培医院的部分MDS患者,其中新发MDS 55例,已进展为AML的MDS 20例,经治疗后好转的MDS 16例以及10例健康骨髓供者的骨髓及外周血标本提取RNA和蛋白质,分别采用实时荧光定量PCR技术及Western blot技术分析SALL4在MDS患者不同WHO分型及国际预后评分系统(International Prognostic Scoring System,IPSS)预后分期中的表达水平,同时对55例新发MDS患者进行长达两年的随访,评估SALL4在MDS预后判断中的临床价值。第二部分中我们采用SALL4B转基因小鼠模型,通过同源重组(Homologous recombination, HR)和非同源重组性末端连接(Non-homologous end j oining, NHEJ)报告质粒研究SALL4在DNA损伤修复及染色体稳定性方面的作用,进一步探讨SALL4在MDS发生发展中的作用机制。第三部分中我们采用SALL4条件性基因敲除小鼠模型,通过骨髓移植及集落培养传代技术,从体内试验和体外试验两个方面研究SALL4在Hoxa9/Meis1白血病系统中的作用。结果第一部分研究发现,SALL4高表达于部分治疗前MDS患者骨髓及外周血细胞中,并且在MDS向AML转化的患者中表达增高,在治疗后MDS患者中表达降低。而在不同类型的MDS患者中,SALL4高表达主要见于难治性贫血伴原始细胞增多1型(Refractory anemia with excess blasts-1, RAEB-1)和2型(RAEB-2)及IPSS中危二期及高危期,这种表达模式与Bmi-1的表达模式相类似。我们还发现SALL4表达水平与MDS部分临床参数如骨髓原始细胞百分比、染色体核型、IPSS分值等之间具有良好相关性。我们对本研究中的MDS患者进行了长达两年的随访,结果表明SALL4表达水平较高的患者临床预后较差,提示SALL4在MDS患者的预后判断中具有潜在的应用价值。第二部分对SALL4B转基因小鼠模型研究发现,SALL4在MDS中具有抑制DNA损伤修复和抑制凋亡的双重作用,在SALL4高表达的MDS骨髓细胞中,当DNA受到损伤时,一方面由于SALL4升高引起FANCL介导的HR DNA修复程序受损而使损伤不能得到完全修复,另一方面由于SALL4升高引起BCL2介导的抑制凋亡使受损细胞不能凋亡,从而使带有DNA损伤的细胞得以存活下来,随着其他损伤及突变的累积最终导致白血病的发生。第三部分对SALL4条件性基因敲除小鼠模型研究发现,该SALL4条件性基因敲除小鼠在正常造血发育过程中与野生型小鼠相比,在Hoxa9/Meis1白血病模型中,SALL4条件性基因敲除小鼠骨髓细胞虽然能在Hoxa9/Meisl作用下进行转化,并在第一次移植后的受体小鼠内诱发白血病,但在第二次移植后,其致白血病能力明显丧失,提示SALL4在维持白血病发展方面具有作用,这为SALL4升高的MDS及白血病的靶向治疗提供了新的契机。结论我们首次报道了干细胞因子SALL4在MDS不同WHO亚型及IPSS分期中的表达水平,提出SALL4在MDS的预后判断中具有潜在的临床应用价值。我们首次报道了干细胞因子SALL4在MDS中具有抑制DNA损伤修复和抑制受损细胞凋亡的双重作用,并通过HR和NHEJ报告质粒证实SALL4过表达主要抑制HR修复通路。本研究首次采用SALL4条件性基因敲除小鼠从从基因功能缺失方面研究SALL4在白血病发生发展中的必要性,SALL4条件性基因敲除小鼠骨髓细胞虽能经HOXA9/Meis1转化并在第一次移植后诱导白血病,但最终由于缺乏SALL4在二次移植后致白血病能力丧失,这为SALL4升高的MDS及白血病的靶向治疗提供了新的契机。