红系血红素合成酶ALAS2基因增强子调控基因转录机制的研究

X连锁铁粒幼细胞贫血（XLSA）产生的原因在于红细胞生成过程中，血红素的合成发生障碍。已知血红素合成的启动和速度受红系分化相关因子、红系血红素合成限速酶ALAS2的控制。阐明ALAS2基因的表达调控机制对于XLSA的病理和治疗研究具有重要意义。ALAS2基因第8内含子中有一段核苷酸序列具有很强的红系特异性表达增强活性，其作用机制尚未阐明。本课题将在前期工作基础上，进一步确认ALAS2增强子转录增强功能的组织特异性和发育阶段特异性；鉴定参与ALAS2增强子作用的转录因子和辅因子；明确ALAS2基因在活化状态时，远距离的增强子是否与启动子相互靠近，增强子与启动子之间是否有染色质环的形成；探讨表观遗传修饰（组蛋白乙酰化、甲基化和DNA甲基化）与增强子功能的关系。研究结果将为揭示红系基因协调表达调控的奥秘和红细胞发生机理以及ALAS2基因相关疾病X连锁铁粒幼细胞贫血的病理和治疗研究奠定基础。

红细胞生成过程中血红素合成发生障碍会导致X连锁铁粒幼细胞贫血（XLSA）。已知血红素的合成受红系分化相关因子、红系血红素合成限速酶ALAS2的调控。阐明ALAS2基因的表达调控机制对于XLSA的病理和治疗研究具有重要意义。ALAS2基因第8内含子中有一段核苷酸序列具有很强的红系特异性表达增强活性，其作用机制尚未阐明。报告基因研究结果确认了ALAS2增强子的转录增强功能；报告基因位点突变、报告基因和转录因子/辅因子表达载体共转染及转录因子超量表达实验结果证明了转录辅激活因子/乙酰转移酶p300直接参与ALAS2增强子的转录增强作用，确定了p300的乙酰转移酶活性是必不可少的，明确了募集p300到ALAS2增强子的转录因子是红系特异转录因子GATA-1和通用转录因子Sp1；利用去乙酰化酶抑制剂丁酸钠（NaB）和曲古抑菌素（TSA)处理细胞、RT-PCR、蛋白质免疫印迹（Western blot）和染色质免疫沉淀（ChIP）实验结果表明组蛋白和转录因子的乙酰化修饰参与ALAS2增强子的转录激活作用，增强子与启动子之间可能存在着转录因子/辅因子介导的相互作用。研究结果将为揭示红系基因协调表达调控的奥秘和红细胞发生机理以及ALAS2基因相关疾病X连锁铁粒幼细胞贫血的病理和治疗研究奠定基础。