[生物通讯]研究人员在跟踪突变斑马鱼胚胎的贫血症起因过程中，发现了一种引导某些血细胞形成的蛋白。

这项研究由Howard Hughes 医学研究所的Leonard I. Zon和Alan J. Davidson 领导，发表在9月18日期的《自然》杂志上。Zon 和 Davidson 与Dana-Farber癌症研究所、Whitehead生物医学研究所和德国Max Planck发育生物学研究所以及罗切斯特大学的研究人员进行了合作。

最初，研究人员发现一种叫做kugelig (kgg)的突变斑马鱼胚胎除尾部发育畸形外，还产生一种致命的贫血症。

“评估了kgg突变体的造血干细胞后，我们意识到这个突变似乎影响了血细胞产生的遗传程序。”Zon说。“血管形成的遗传程序看上去完全正常，但好像还存在一些特异之处使我们想要进一步探查这个突变体。”

研究人员将kgg突变斑马鱼的遗传缺陷追溯到一个叫做cdx4的基因。这个基因是“尾部”基因家族的一员，其它研究人员已经证明该该基因是控制发育的hox基因家族的调控基因。hox基因已知控制着动物身体的形状，但没有人想到尾部基因与hox基因的组合也有调控干细胞、尤其是血液干细胞的作用。

当研究人员除去正常斑马鱼中的cdx4基因时，他们观察到kgg突变体中同样的缺陷。相反，将正常cdx4 基因导入kgg 突变斑马鱼中也能弥补这个缺陷。

为查明cdx4基因是否控制着hox 基因，研究人员令突变斑马鱼过量表达hox基因家族的各个成员。研究人员发现只有特定一些hox基因能恢复kgg突变斑马鱼的血液形成功能。

“因此，似乎是特定的hox基因在调控血细胞，而其它hox基因则不那么重要。”Zon说。“通过这些实验，我们可以明确的下结论，cdx4控制着一些hox 基因，它调节着血液的发育。”

在明确cdx4调控功能的进一步研究中，研究人员令正常斑马鱼过量表达cdx4。“我们发现，胚胎的中部，也就是正常情况下不含血细胞的中胚，转化成了血细胞。”Zon说。“因此，我们证明过量表达的cdx4 改变了hox基因的表达，也改变了中胚的命运。”他说。

“这真是出人意料，因为多年来，我们一直在寻找能改变胚胎中部发育为血液的调控因子，但一直没有找到。”他说。

为将这一发现延伸到哺乳动物，研究人员研究了小鼠胚胎造血干细胞中的Cdx4/Hox 机制。他们发现小鼠胚胎干细胞中中过量表达的Cdx4不仅改变了小鼠Hox 基因的表达，还引起造血祖细胞数目的明显增多。

Zon认为，研究小组的这些发现不仅增加了对胚胎血液形成机制的了解，还将有助于揭示造血机制在人类的白血病中发生了什么故障。

“我们知道人类也有cdx4基因版本，也就是CDX2。当CDX2与一个叫做TEL融合时就会导致白血病。”Zon说。他和他的同事相信，这种融合破坏了细胞的正常HOX调控功能，将细胞转化为白血病细胞。同样，与白血病有关的MLL基因可能也与cdx4/hox信号传导机制有关。

“因此，我们相信存在一个由MLL、CDX融合甚至HOX融合导致的白血病亚型。”Zon说。“现在，有了这个斑马鱼系统，我们可以真正开始了解特定hox 和 cdx 基因在正常的血液发育中所起的作用。”（生物通编译）