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GATA2 缺陷是一种易引发白血病的免疫及骨髓疾病，机制不明。研究人员构建 Gata2R396Q/+小鼠模型探究其影响。结果显示该突变致造血异常、干细胞功能受损等。此模型为研究 GATA2 缺陷相关白血病提供重要工具。
在生命的长河中，造血干细胞（HSC）就像神奇的 “魔法种子”，能分化出各种血细胞，维持身体的正常运转。然而，有一种名为 GATA2 缺陷的疾病却像 “恶魔” 一般，威胁着 HSC 的正常功能。这是一种常染色体显性遗传的免疫功能障碍和骨髓衰竭疾病，极易引发白血病。
目前，虽然发现了一些与 GATA2 缺陷相关的二次突变，可疾病进展的具体机制却一直是个谜。这就好比在黑暗中摸索，找不到前进的方向。为了揭开这个谜团，来自美国圣犹大儿童研究医院（St. Jude Children’s Research Hospital）等机构的研究人员踏上了探索之旅。
研究人员构建了 Gata2R396Q/+小鼠模型，这个模型模拟了人类 GATA2 缺陷中与白血病进展相关的常见突变。他们通过一系列实验研究发现，Gata2R396Q/+小鼠在造血过程中出现了严重异常。在胚胎发育早期，主动脉性腺中肾（AGM）区域产生的 HSC 数量减少；胎儿肝脏中的 HSC 功能也有所下降；成年后，骨髓中的造血干细胞和祖细胞（HSPC）组成发生改变，长期造血干细胞（LT-HSC）和多能祖细胞 2（MPP2）增多，短期造血干细胞（ST-HSC）减少 ，并且 HSPC 表现出髓系偏向和干细胞衰老的特征。这些发现为理解 GATA2 缺陷相关白血病的发病机制提供了重要线索，就像在黑暗中点亮了一盏明灯。该研究成果发表在《Leukemia》杂志上。
研究人员为开展研究，主要运用了以下关键技术方法：一是基因编辑技术，利用 CRISPR-Cas9 技术构建 Gata2R396Q/+小鼠模型；二是单细胞 RNA 测序（scRNA-seq），对造血祖细胞进行分析，了解其基因表达变化；三是细胞分选和流式细胞术，用于分析各类血细胞的数量和比例。实验所用小鼠包括通过基因编辑获得的 Gata2R396Q/+小鼠以及购买的 B6.SJL（CD45.1+）小鼠等。
下面来详细看看研究结果：
- Gata2R396Q/+小鼠成年期骨髓造血显著改变：通过对不同年龄段小鼠外周血的检测发现，年轻的 Gata2R396Q/+小鼠白细胞、中性粒细胞和单核细胞计数降低；对骨髓的分析表明，其骨髓细胞总数、成熟 B 细胞、髓细胞和红细胞成熟度虽无明显差异，但髓系祖细胞数量减少，淋巴祖细胞有减少趋势，且更偏向于向巨核细胞 / 红细胞祖细胞（MEP）分化 。同时，HSPC 中 ST-HSC 数量显著减少，MPP2 细胞显著增加 。
- Gata2R396Q/+骨髓祖细胞功能受损：竞争移植实验表明，Gata2R396Q/+骨髓细胞在移植后的重建能力存在缺陷，但仍能产生所有成熟谱系。二次移植实验进一步证实，Gata2R396Q/+的 HSC 功能受损，且有髓系分化偏向，这可能与细胞加速衰老有关。
- Gata2R396Q/+造血祖细胞的转录特征显示髓系偏向和 HSC 干性丧失：对 8 - 10 周龄小鼠骨髓中分离的 LSK 细胞进行 scRNA-seq 分析，发现 Gata2R396Q/+的 LSK 细胞存在髓系祖细胞偏向，且早期造血祖细胞比例减少。通过计算 hscScore 发现，Gata2R396Q/+的 LSK 细胞干性降低，这与移植实验中观察到的功能缺陷一致。
- Gata2R396Q/+造血祖细胞表现出衰老、干细胞耗竭和 Gata2 上调的特征：基因集富集分析（GSEA）显示，Gata2R396Q/+的 HSC 相关簇中，线粒体活动相关基因上调，HSC 特征、细胞因子应答和分化相关基因下调 ，这表明细胞存在衰老和干细胞耗竭现象。此外，还发现一些基因如 Ctsg、Ly6c1、Tgfbr3 等在 Gata2R396Q/+细胞中上调，Gata2 基因表达也显著增加 。
- Gata2R396Q/+影响胎儿肝脏造血发育和功能：对胚胎期 14.5 天（E14.5）和 12.5 天（E12.5）的胎儿肝脏细胞分析发现，Gata2R396Q/+的胎儿肝脏中 HSPC 数量增加，但功能存在缺陷，CFU 实验显示其生成集落的能力下降 。
- Gata2R396Q/+阻碍确定性 HSC 的产生：移植 E11 的 AGM 实验表明，Gata2R396Q/+小鼠的 AGM 中可能缺乏有功能的确定性 HSC；成像分析发现其 E10 的 AGM 中主动脉内造血簇数量显著减少；成年期的极限稀释移植实验显示，Gata2R396Q/+小鼠骨髓中 HSC 数量明显减少。
研究结论和讨论部分指出，Gata2R396Q/+小鼠模型的构建，为研究 GATA2 缺陷相关白血病提供了有力工具。该模型中观察到的造血异常、HSC 功能缺陷以及细胞衰老等特征，与白血病的发生发展密切相关。未来，研究人员可在此基础上，进一步研究白血病的发病机制，探索潜在的治疗策略。这不仅有助于我们深入理解疾病的本质，也为攻克 GATA2 缺陷相关白血病带来了新的希望，就像为这场与疾病的战斗提供了更强大的武器。
