白血病是血液系统一种高度恶性的疾病，严重危害人民群众的身体健康。研究白血病的发病机制、开发新的诊治手段，一直是生物医学研究领域的热点之一。传统的放化疗主要是针对肿瘤细胞的增殖失控设计的，这些治疗通常缺乏特异性，在杀伤白血病细胞的同时，也会对正常细胞产生杀伤效应，导致诸如骨髓抑制、消化道反应、脱发、肝肾损害等严重的毒副作用。二十世纪八十年代中期，我国学者率先应用全反式维甲酸(all-trans retinoic acid，ATRA)治疗急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytic leukemia，APL)获得成功，不仅为APL患者带来了生存的希望，更重要的是它为肿瘤的治疗带来了一种新的模式——诱导分化疗法。二十多年来，有关APL发病机制的研究已有了很大的发展。目前普遍认为，APL细胞中特有的PML-RARα融合蛋白是该疾病发生的关键分子。PML-RARα通过与一些核受体共抑制因子复合物的异常紧密结合，抑制髓系细胞分化相关基因的转录表达，从而干扰骨髓粒系细胞的正常分化，导致APL的发生。然而，有关ATRA治疗APL的作用机制迄今尚未完全阐明。本课题将围绕ATRA在APL细胞分化过程中的信号转导途径展开深入研究。 在第一部分中，我们从一个在以前工作中分离得到的RIG-G基因入手，针对维甲酸诱导RIG-G基因表达的分子机制进行研究，以进一步深入理解维甲酸依赖核受体发挥作用的信号转导通路。 在通常情况下，维甲酸必须通过维甲酸受体的介导直接或间接地对下游基因的表达进行调控，才能将信号有序地传递下去，以便行使各种功能。为了阐明APL细胞分化中受维甲酸调控的基因网络，我们对APL细胞株。NB4在维甲酸作用前后的基因表达谱进行了比较，分离和克隆了一系列受维甲酸诱导的基因，RIG-G就是其中之一。在未经ATRA处理的NB4细胞中RIG-G基因几乎不表达，经ATRA作用72小时后其表达水平明显上升。进一步的功能研究发现，砌G-G可以通过上调p21和p27的蛋白水平，抑制细胞增殖，促进细胞分化。在本研究中，我们发现在没有STAT1蛋白存在的情况下，IRF-9和STAT2可以发生相互作用，形成复合物，并与RIG-G基因启动子序列中的ISRE元件结合，诱导RIG-G基因的表达。在NB4细胞中，由于RIG-G并不是ATRA直接的靶基因，ATRA对RIG-G的诱导表达首先从诱导靶基因IRF-1开始，而IRF-1又可以进一步使细胞内IRF-9和STAT2的蛋白水平上升，IRF-9和STAT2形成的复合物才是激活RIG-G基因表达必需的、也是最基本的蛋白因子。 此外，在这部分的研究中，我们还对一些APL患者骨髓细胞中的RIG-G表达情况进行了检测，不但发现ATRA在离体的新鲜APL细胞中也能上调RIG-G的水平，而且发现RIG-G基因表达水平的高低可能对临床判断药物疗效，监测疾病进程具有一定的辅助参考价值。 在本论文的第二部分中，我们对可能存在的一种新的维甲酸作用方式——非基因效应作用机制进行了初步的探讨。 大量证据已经表明细胞的分化成熟是细胞内多条信号转导途径相互作用的结果。有研究显示，一些能使细胞内cAMP含量升高的药物，如腺苷酸环化酶的激动剂、磷酸二酯酶的抑制剂等，可大大增强ATRA对APL细胞分化的诱导效应；反之，如果降低cAMP的含量，则会不同程度地抑制ATRA诱导分化APL细胞。这些现象说明APL细胞的分化成熟不但需要维甲酸通过核受体传递信号，也需要cAMP/PKA等胞浆信号途径的参与。在研究ATRA的诱导分化作用机制时，我们曾发现ATRA能在极短的时间内使NB4细胞内的cAMP水平快速上升，并激活下游的PKA途径。如此快速的反应显然无法用经典的维甲酸核受体信号通路来解释。随着近年来脂溶性激素可以通过非基因效应机制发挥作用的报道逐渐增多，我们不禁想到，维甲酸除了依赖核受体传递信号外，是否也存在着一条迄今未知的从胞膜到胞浆，无需依赖核受体调控基因的快速信号通路。 尽管目前这部分工作还仅仅只是处于起步阶段，但是我们相信这项充满挑战的研究工作对于我们全面深入地理解维甲酸在APL细胞分化中的信号转导途径无疑具有重要的意义。