《GATA因子轉換失調在苯代謝物抑制紅系分化過程中的作用》是依託北京航空航天大學，由易宗春擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：GATA因子轉換失調在苯代謝物抑制紅系分化過程中的作用
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：易宗春
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
紅系造血抑制是苯血液毒性主要表現，其機制還不明確。申請者前期研究發現，苯的酚類代謝物短期處理能顯著抑制K562細胞的紅系分化，並抑制紅系分化關鍵轉錄因子GATA2和GATA1的表達，降低GATA1在珠蛋白基因的占領。而在紅系分化過程中，GATA2和GATA1的表達會發生所謂“GATA因子轉換”，造成紅系分化關鍵基因的GATA位點結合的GATA2被GATA1替換，GATA位點發揮開關作用巧妙編排這些基因的表達變化，保證紅系分化按照一定的程式有序進行。因此，GATA因子轉換失調勢必影響GATA開關的有效開啟，進而干擾紅系分化。項目擬觀察苯代謝物處理的紅系祖細胞在誘導紅系分化時GATA因子轉換是否準確實現，紅系分化關鍵基因的GATA位點能否有效發揮開關作用以調節基因的有序表達或沉默，從而探討GATA因子轉換和GATA開關在苯代謝物抑制紅系分化中的作用，以充分認識苯的紅系血液毒性機制。
結題摘要
紅系造血抑制是苯血液毒性主要表現，其機制還不明確。GATA2和GATA1的表達發生所謂從GATA2到GATA1轉換在紅系分化過程發揮關鍵作用。項目研究了苯代謝物氫醌處理的K562細胞在誘導紅系分化時GATA因子轉換情況，從而探討GATA因子轉換在苯代謝物抑制紅系分化中的作用。結果發現，從苯代謝物氫醌長期處理3周的K562細胞中克隆篩選出細胞株HQ1的紅系分化能力低下；該細胞株在Hemin誘導不同時間（1-5天）的情況下GATA1因子的表達顯著低於對於相應對照細胞，並與紅系分化相關的NF-E2、珠蛋白基因、血紅素合成酶相關基因和紅系分化細胞表面標誌基因的表達規律一致，而GATA2因子出現持續高表達，這些變化與GATA1和GATA2因子在這些基因上的募集水平的變化規律相一致，而DNA甲基化抑制劑（5-Aza-CdR）和組蛋白去乙醯化抑制劑（TSA）可有效將阻止這些變化；氫醌處理3天的K562細胞也出現類似與HQ1細胞株的變化。進一步利用ChIP-seq全基因組範圍分析GATA1和2占位情況顯示，Hemin誘導可顯著提高GATA1因子占領的基因數量，而減少GATA2因子占領的基因數量，氫醌處理可顯著抑制Hemin誘導的GATA1和2因子占領基因數量變化；利用RNA-Seq和液相色譜-質譜聯用技術分析全基因轉錄組和蛋白質組學變化，Hemin可誘導的相當一部分基因表達的上調或下調，而氫醌處理對Hemin的作用具有抑制作用；進一步從紅系分化相關基因角度進行深度組學分析，氫醌可顯著抑制Hemin誘導的GATA1或GATA2因子在這些基因的占領改變，並與基因的表達變化相一致。結果表明，氫醌通過改變紅系分化過程中GATA因子占位水平，上調GATA2轉錄和蛋白水平，使Hemin誘導的GATA因子轉換失調，從而下調了紅系分化相關基因轉錄和蛋白表達，從而抑制血紅蛋白合成和紅系分化進程。
