Ikaros基因编码锌指结构蛋白,是重要的血细胞分化相关因子,同时也是白血病发生的肿瘤抑制剂。研究发现Ikaros功能的失活和B,T细胞白血病的发生有很大相关性,其功能的发挥主要依赖于所调节基因的DNA结合能力以及定位于近着丝粒异染色质区域(PC-HC)的程度,通过结合其调节基因的上游调节区域,使其调节的蛋白处于PC-HC附近,进一步通过染色体重塑来调节基因的转录,发挥基因的相应功能。Ikaros编码的蛋白包括两个相互隔离的锌指结构蛋白区,靠近N端的4个锌指结构蛋白在与DNA相互结合中起重要的作用,而C端的两个锌指结构作用于蛋白和蛋白间的互作,介导Ikaros家族成员间的同源及异源二聚体的形成。人类中,Ikaros功能的失活与小孩及成人的急性淋巴细胞白血病(ALL)的形成有很大的关系,Ikaros等位基因的缺失也已经作为临床诊断小孩ALL的重要依据,同时有研究表明Ikaros在人类白血病的发生中有抑制肿瘤的作用,但目前对于Ikaros调节细胞增值及细胞周期的机制还没有完全明白,以前关于Ikaros作为肿瘤抑制剂方面的研究主要集中于小鼠,而对于人类白血病中Ikaros的功能的研究还非常少。近几年的研究表明Ikaros在抑制肿瘤及正常的造血发生中起关键作用,且Ikaros在造血细胞的整个细胞周期中(G1,S,G2/M)广泛存在,这表明其功能的发挥很大程度依赖于所处的细胞周期及转录后修饰。同时在小鼠的研究中表明,磷酸化作用在整个有丝分裂期中调节Ikaros功能的发挥。本论文首次研究了处于不同细胞周期的人白血病细胞中Ikaros的功能,主要集中在对其DNA结合能力,磷酸化模式及蛋白亚细胞定位的研究。通过胶迁移率实验(EMSA)研究表明在不同的细胞周期中Ikaros的DNA结合能力不同,在G1期其DNA结合能力最强;当处于S期,Ikaros调节其靶基因的URE(上游结合区域)的DNA结合能力下降,而其结合PC-HC(近着丝粒的异染色质区域)的能力却没有变化,通过用CK2激酶抑制剂TBB处理后证实在S期中,Ikaros的DNA结合能力的变化是被CK2激酶通路介导的磷酸化作用所调节。与小鼠的实验结果相同,在有丝分裂期(G2/M)中,Ikaros的DNA结合能力几乎全部消失。2-D phosphopeptide mapping结果显示Ikaros两个最大的同源异构体IK-VI和IK-H在G1,S,G2/M期中存在特异的磷酸化模式,激光共聚焦免疫荧光分析表明IK-VI和IK-H在不同的细胞周期中其蛋白亚细胞定位不同,表明其在不同的细胞周期中存在单独的磷酸化水平和亚细胞定位模式,揭示了IK-H在整个细胞周期中存在单独的生物学功能。与小鼠Ikaros的相关研究结果进行比较发现,人Ikaros拥有其独特的生物学特征及复杂的调节网络。这些数据阐明了Ikaros在控制白血病细胞周期中的作用及机制。研究主要集中在人T-ALL和B-ALL白血病细胞,同时也和小鼠的数据进行了对比,实验表明两个大的Ikaros同工体IK-VI和IK-H,其在不同的细胞周期中包括磷酸化模式及亚细胞定位都存在不同的模式,揭示Ikaros蛋白在不同的细胞周期中有不同的功能,同时说明了IK-H这种只在人类中表达的Ikaros的同源异构体的重要性。我们的实验数据显示了Ikaros在小鼠和人类中存在很大的不同,同时说明人类Ikaros在其调节细胞周期及细胞增值的过程中,可能存在更加复杂的机制,这有待更深层次的研究来揭示其机理。论文首次研究了人IK-H和IK-VI在不同细胞周期中的生物学功能,证实该功能是被磷酸化作用所调节,且发现其功能在人和小鼠中存在很大的差别,表明在人Ikaros调节造血及在白血病发生中的作用比小鼠Ikaros更加复杂,清楚的阐明Ikaros蛋白的功能将会有助于我们懂得更多的关于Ikaros作为肿瘤抑制剂及在肿瘤的形成机制和免疫反应中的作用。