急性髓細胞白血病模型小鼠B細胞易位基因1和Ikaros家族鋅指轉錄因子1表達水平及相關性分析

姚 玉，靳娟娟，LUGMAR(哈薩克斯坦)

(1.銅川市人民醫院血液科，陜西 銅川 727100；2.陜西中醫藥大學，陜西 咸陽 712046)

急性髓細胞白血病(Acute myeloid leukemia，AML)為主要的白血病類型之一，也是成人常見的惡性腫瘤疾病之一[1-2]。由于該病患者伴隨有骨髓造血干/祖細胞分化障礙，使得積聚的白血病細胞抑制骨髓正常造血功能并可發展轉移與浸潤，導致病死率一直居高不下[3]。AML患者不僅病死率高，存活者具有很高的復發率，而且起病急，給臨床治療帶來了極大的困難。小鼠是白血病研究的理想動物模型，目前非肥胖糖尿病/重癥聯合免疫缺陷(NOD/SCID)小鼠已經廣泛應用于構建白血病模型，成為研究AML發病機制的重要模型之一[4-5]。隨著對惡性腫瘤發病原因的不斷深入研究，AML發病機制逐漸被認識，靶向治療在臨床治療中也取得了顯著的療效，但是仍需要尋找新的分子靶點[6-7]。Ikaros家族鋅指轉錄因子1(Ikaros family zinc finger 1，IKZF1)的編碼蛋白Ikaros是血液淋巴系統發育必需的轉錄因子，屬于鋅指DNA結合蛋白家族，可通過參與染色質重塑調控淋巴細胞分化發育[8]。B細胞易位基因1(B cell translocation gene 1，BTG1)蛋白是一種ATP依賴性跨膜轉運蛋白，為一種腫瘤抑制因子，可抑制白血病細胞的增殖，其高表達能提高白血病患者的生存率[9-10]。本研究檢測AML小鼠模型腫瘤抑制因子IKZF1和BTG1表達情況并進行了相關性分析，希望為闡明AML發生機制提供相關依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 選擇雄性SPF級NOD/SCID小鼠36只，周齡3周，體重10 g，購于上海賽默科技生物發展有限公司(生產許可證號：20208482881)。本實驗得到了本院動物實驗中心倫理委員會的批準，嚴格按照動物倫理學操作，實驗操作前進行適應飼養1周。

1.2 主要試劑 AML細胞系HL60細胞保存于本實驗室；DMEM培養液和胎牛血清購自美國Hyclone公司；抗BTG1抗體(批號：K11169-IJC，工作濃度1∶500)購自北京百奧萊博科技有限公司；抗IKZF1抗體(批號：MAB11150，工作濃度1∶200)購自美國Abnova公司。

1.3 細胞培養與動物準備 HL60細胞培養于含有10%胎牛血清的DMEM液中，在含5% CO2、37 ℃恒溫飽和濕度培養箱中培養。當達到對數生長平臺期后進行傳代。NOD/SCID小鼠飲用酸化水(pH 4.5)，以標準顆粒飼料喂養，1周添加雞蛋喂養2次，室內空氣經中效過濾，所有小鼠喂養與接觸的物品均嚴格滅菌，定期更換飼料、墊料及滅菌水。

1.4 AML小鼠模型制備 收集對數生長期HL60細胞懸液，1000 r/min離心5 min，取下層細胞，清洗3次后用無血清培養液調整密度至2.5×107/ml和5.0×107/ml。將36只小鼠隨機等分為模型A組、模型B組和對照組，前兩組依次經尾靜脈注射HL60細胞1×107/只、5×106/只，對照組注射0.9%氯化鈉溶液，每只注射劑量為0.2 ml。

1.5 觀察指標 ①觀察小鼠的一般情況，包括食欲、體重、活動能力、精神、毛發等。②在接種第7、14、28天取小鼠尾靜脈血，利用血細胞分析儀檢測白細胞、血小板等指標。③取上述血液樣本，加入抗人CD33-FITC抗體20 μl，加入紅細胞裂解液1 ml，避光孵育30 min，PBS懸浮，采用流式細胞儀檢測白細胞CD33表達水平。④在接種第28天處死所有小鼠，反復沖洗骨髓腔，提取總蛋白，采用Western blot法檢測BTG1和IKZF1蛋白相對表達水平。

1.6 統計學方法 采用SPSS 23.00統計學軟件進行分析。計量數據以均數±標準差表示，組間兩兩比較采用t檢驗，多組間比較采用方差分析，相關性分析采用Pearson法。檢驗水準α=0.05。

2 結 果

2.1 模型組小鼠一般情況 模型A組和模型B組小鼠成瘤率100.0%，出現精神狀態差、行動遲緩、進食減少、活動減少、嗜睡、步態不穩、體重下降等情況。

2.2 三組模型小鼠不同時間點體重比較 見表1。模型A組和模型B組小鼠在接種第7、14、28天體重均低于對照組(均P<0.05)。模型A組和模型B組小鼠體重比較無統計學差異(P>0.05)。

表1 三組模型小鼠不同時間點體重比較(g)

2.3 三組模型小鼠不同時間點外周血指標比較 見表2。模型A組和模型B組小鼠在接種第7、14、28天紅細胞均高于對照組，血小板均低于對照組(均P<0.05)。模型A組與模型B組小鼠外周血紅細胞、血小板比較無統計學差異(均P>0.05)。

表2 三組模型小鼠不同時間點外周血指標比較

2.4 三組模型小鼠白細胞CD33陽性率比較 見表3。模型A組和模型B組小鼠接種第28天白細胞CD33陽性率均高于對照組(均P<0.05)。模型A組與模型B組白細胞CD33陽性率比較無統計學差異(P>0.05)。

表3 三組模型小鼠白細胞CD33陽性率比較(%)

2.5 三組模型小鼠BTG1和IKZF1蛋白相對表達水平比較 見表4。模型A組和模型B組接種第28天骨髓BTG1和IKZF1蛋白相對表達水平均低于對照組(均P<0.05)。模型A組與模型B組小鼠BTG1和IKZF1蛋白相對表達水平比較無統計學差異(均P>0.05)。

表4 三組模型小鼠BTG1和IKZF蛋白相對表達水平比較

2.6 BTG1和IKZF1蛋白相對表達水平與其他指標相關性分析 見表5。在模型組中，Pearson相關性分析顯示，BTG1和IKZF1蛋白相對表達水平與CD33陽性率、體重、紅細胞、血小板都存在相關性(均P<0.05)。

表5 BTG1和IKZF1蛋白相對表達水平與其他指標相關性

3 討 論

AML是因髓系前體細胞基因受損而導致的血液性腫瘤性疾病，多數患者伴隨有細胞遺傳學異常。該病的自然病程僅為數周到數月，具有很高的病死率[11]。該病發生機制還不明確，遺傳學異常不僅導致AML發病，也關系到疾病的進展與預后。NOD/SCID小鼠保留了脊髓損傷小鼠T、B淋巴細胞缺陷的特點，同時還具有無循環補體、巨噬細胞功能損害、滲漏現象少、不能發生自發免疫性糖尿病、NK細胞活性低等特點，是AML實驗研究的理想模型[12]。本研究顯示，模型A組和模型B組小鼠在接種第7、14、28天的體重、血小板均低于對照組，紅細胞高于對照組，且模型A組與模型B組比較無統計學差異，表明建模成功。

AML是血液系統常見的惡性腫瘤，具有幼稚細胞失去分化能力、各種異常細胞免于被機體清除、細胞不受控制地增殖等特點[13-14]。本研究顯示，模型A組和模型B組小鼠接種第28天白細胞CD33陽性率高于對照組，但模型A組與模型B組比較無統計學差異。白細胞CD33陽性率升高，表明白血病細胞的凋亡能力降低，多伴有浸潤，可促進白血病細胞增殖，導致疾病惡化[15-16]。

本研究顯示，模型A組和模型B組接種第28天骨髓BTG1和IKZF1蛋白相對表達水平低于對照組，但模型A組與模型B組比較無統計學差異。從機制上分析，IKZF1基因含8個外顯子，其表達的蛋白包含結合DNA的N端4個鋅指結構，并且C端具有2個鋅指結構，鋅指結構與DNA正確結合才能正常發揮功能[17-18]。抑制IKZF1的表達可以通過抑制脯氨酰羥化酶導致氧化誘導因子1α上調，使細胞的氧化還原狀態發生紊亂，最終導致惡性腫瘤。BTG1可參與表觀遺傳學調控作用，啟動或維持基因啟動子CpG島的甲基化狀態，沉默相應基因的表達，其能增強Cyclin E的表達，使細胞阻滯在S期，從而抑制腫瘤細胞的凋亡[19]。BTG1表達下降也可促進癌基因的表達，如通過阻礙細胞色素C的釋放以抑制腫瘤細胞Caspase-3蛋白酶級聯反應，從而抑制腫瘤細胞的凋亡[20]。

NOD/SCID AML模型小鼠表現為全身性發病，血細胞呈典型“兩系增殖受抑、一系增殖過度”的表現，腹腔內可出現明顯的瘤體，嚴重者甚至將器官粘連成實體瘤，導致疾病惡化[21-22]。本研究Pearson相關性分析顯示，AML模型小鼠BTG1、IKZF1蛋白相對表達水平與CD33陽性率、體重、紅細胞、血小板都存在相關性。從機制上分析，BTG1、IKZF1蛋白都可以誘導B、T淋巴細胞分化，調控細胞凋亡及細胞周期，并且可以通過調節多種基因表達來調控Notch信號通路，導致細胞分化抑制，加速白血病的發生與發展[23]。

綜上所述，BTG1、IKZF1蛋白在AML模型小鼠呈現高表達，其表達水平與小鼠體重、外周血及腫瘤浸潤程度存在相關性。但本研究也存在一定的不足，沒有進行細胞學分析，也沒有進行不同模型分析，因此將在后續研究中進一步探討。