氧稳态的维持对生物体的正常发育和生命活动至关重要。然而，在很多人体疾病如心血管疾病、呼吸系统疾病、造血系统以及恶性肿瘤等的发生和发展过程中，都不同程度的涉及低氧反应。在大多数情况下，低氧反应属于机体／细胞的适应性反应。例如，在细胞的低氧反应中，低氧诱导因子-1(HIF-1)发挥重要作用。该转录因子通过调节血管生成、代谢相关蛋白质／酶的表达，有利于细胞对低氧的适应。近年来，本课题组的研究结果显示，2％低氧和低氧模拟物氯化钴(CoCl<,2>)、去铁胺(DFO)均可体外诱导急性髓细胞性白血病(AML)细胞分化，并且在动物实验中也得到了相应的结果。 为了深入研究低氧诱导AML细胞分化的分子机制，本研究应用蛋白质组学技术比较分析在常氧、2％低氧以及50μMCoCl<,2>处理24小时后的白血病细胞U937的蛋白质表达谱。结果发现，经2％低氧培养和50μMCoCl<,2>处理24小时，分别有61个和16个蛋白发生显著改变。这些蛋白主要参与新陈代谢、基因表达与调控、信号转导、细胞的增殖、分化与凋亡等。 在这些差异表达蛋白中，N-myc下游调控基因1(N-myc downstream regulated gene1，NDRGl)是一个比较保守的蛋白，研究显示其与应激反应、低氧反应、细胞凋亡以及结肠癌细胞的分化等都有关系。通过蛋白质组学研究发现2％低氧或氯化钴均能明显上调该蛋白表达。随后的半定量RT-PCR以及免疫印迹也证实低氧和氯化钴处理U937细胞显著增加NDRGl的mRNA和蛋白水平。在诱导表达HIF-lα的细胞中，随着HIF-lα的表达增强，NDRGl的mRNA和蛋白水平也显著升高，提示NDRGl的表达与低氧关系密切，并受HIF-lα的调控。在此基础上，我们发现多种分化诱导剂如全反式维甲酸(ATKA)、佛波酯(PMA)以及二甲基亚砜(DMSO)均可上调AML细胞株U937和NB4细胞中NDRGl的表达，而在ATRA抵抗的NB4-LR2细胞中，ATRA处理后NDRGl并无升高，提示NDRG1可能与白血病细胞分化有关。为此，本文应用tet-off基因表达系统建立了可诱导表达NDRGl的稳定的细胞系，初步研究结果显示在四环素撤除NDRGl表达之后，细胞在多个方面表现了分化的特征。 总之，低氧对白血病细胞蛋白质表达谱的影响不仅丰富了我们对白血病细胞低氧反应的认识，同时也为进一步研究低氧诱导白血病细胞分化机制拓展了新的思路。