I血型系统研究进展
I血型系统研究进展 毕业论文网 /6/view—11525929.htm [摘要] I血型系统包括1个抗原，I抗原。
i抗原则归于集合207，而两者决定簇都存在于糖脂与糖蛋白所携带的碳水化合物结构上。
i抗原是一种N—乙酰半乳糖胺重复单位，其是直链型的，其转化为I抗原的过程也就是该单位的支链化，而β—1，6—N—乙酰葡萄糖胺转移酶就必不可少了。
在此基础之上，为了明确相关领域如成人i与先天性白内障的关系、出生后多聚—LacNAc链直链向支链转变的分子机制等，以及确定I血型系统的研究进展关系着能否对相关血液学紊乱的病因、病理机制做进一步阐明，探索治疗及预防的最佳办法，我们需要展开更多的深入研究，系统回顾该领域的知识，搜索重要进展及新观点，综合分析有关实验结论与数据，从而为未来的研究指明方向。
[关键词] I抗原；i抗原；I 基因；CCAAT/增强子结合蛋白α [中图分类号] R4 [文献标识码] A [文章编号] 1674—0742（2015）09（b）—0050—04 [Abstract] The purpose of the article is to explore I blood—group system， which includes one antigen—anti I. Anti I principles to set 207， and both of the determinants are carbohydrate structures of glycolipids and glycoproteins. Anti I is a repeat unit， which is a linear chain of N—acetylgalactosamine. After beta 1， 6—N—acetylgalactosaminyl transferase are branched， anti i transforms into anti I. Based on that， there are some related fields are expecting more study， such as the relationship between adults i and congenital cataract， the molecular mechanism of the conversion from poly—LacNAc linear chain after birth to branched chain， and so on. And the research progress of I blood—group system not only determines whether can we explain the etiology and pathogenesis of hematological disorders related or not， but also has important significance on searching for the best treatment and prevention. Therefore this paper systematically reviews the knowledge in this field， explores the significant progress and new ideas， and comprehensively analyzes related experimental conclusion and data， so as to point out directions for future research. [Key words] Anti I； Anti i； I gene； CCAAT—Enhancer—Binding Protein—alpha 在血液学的相关研究之中，血型系统的研究由来已久，也取得了不少可观的成果，全世界的医学工作者和研究人员多多少少都有投入其中。
一个又一个的血型系统被发现和提出，继而被深入剖析其机制及临床意义。
这些成果，从基因水平到抗原表型，都可能意味着某个重大医学突破。
但是到目前为止，关于I血型系统的相关研究，仍然趋于分散和割裂，并且与其他血型系统相比还是相对稀少。
该研究者于是详尽查阅了所有已知的I血型系统的研究文献，并运用科学方法，综合分析，试图尽量全面地阐明I血型系统的研究现状，同时尝试摸索概括出，基于I血型系统研究现状的重要理论基础，希望能够指明对于I血型系统研究本身、以及临床相关疾病有重大现实意义的研究方向，现报道如下。
1 资料与方法 1.1 一般资料 抗I抗体的发现是winner及其同事在 1956年完成的，这种抗原由高效价自身抗体检出的强度存在差异，被他们用I来命名；少数人的红细胞与这个抗体仅有微弱的反应，这种弱的表现型被称为成人i。
抗—i抗体与抗—I抗体的特点相反，与脐血以及成人i细胞反应强，但和正常成人细胞呈弱反应，由Marsh和Jenkins于1960年发现。
此后，随着人们对I抗原和i抗原的不断研究发现：I抗原和i抗原的表达受发育的调节。
成人红细胞完全表达I抗原，仅表达一小部分的i抗原，而胎儿和新生儿红细胞却主要表达i抗原。
出生之后，I抗原的数量不断地增加，与之相反的是i抗原数量的减少，婴儿历经1年零6个月后，红细胞Ii抗原状态就达到了正常人水平。
镰状细胞性疾病、地中海贫血、继发性睡眠性血红蛋白尿（PNH）[1—3]、低增性贫血、阵Ⅱ型先天性再生障碍性贫血（HEMPAS）和急性白血病都属于血液紊乱，反向转换（I抗原到i抗原）也参与其中。
1988年提出集合的概念，虽然指出了一组抗原在血清学、生物化学或遗传上有关联，但由于当时客观条件限制，还无法证明其是否为一个血型系统；之后I抗原和i抗原归于集合207。
但由于编码β—1，6—N乙酰葡萄糖胺转移酶（βGlcNAcT）基因的成功克隆出，此酶负责碳水化合物i的支链化。
1.2 重要进展 日本的Yamaguchi等[4—8]提出了成人i和先天性白内障之间的关系的报道。
他们通过对8例成人i先证者、7例有血缘关系的表型为I的亲属进行研究，发现所有8例成人i的个体都患有先天性白内障；所有7例I个体都拥有正常的视力。
这些家系显示，I基因座位和先天性白内障的基因座位可能是紧密相连的。
I抗原形成靠的是 IGnTC基因的转录，其可被转录因子CCAAT/增强子结合蛋白α（C/EBPα）[9—12]增强，2007年有研究指出红系分化过程中i—I的转化也受其调控[13]。
2 方法 2.1 生化结构 i抗原和I抗原是碳水化合物，存在于携带着ABH[9—12]和Lewis血型抗原的复杂寡糖结构内部。
而在红细胞上，大多数人类细胞的表面及羊水、血浆、唾液、乳液、卵囊液和尿液等体液的可溶性糖蛋白上， 都存在i抗原与I抗原，能够把其看作组织血型抗原。
人类i抗原、I抗原依次为直链型、支链型的多聚N—乙酰半乳糖胺单位（LacNAc），即Galβ1—4GlcNAcβ1—3Galβ1—4GlcNAc—R以及Galβ1—4GlcNAcβ1—3（Galβ1—4GlcNAcβ1— 6）Galβ1—4GlcNAc—R。
i抗原的生物合成需要β—1，3 —N—乙酰葡萄糖胺转移酶和β—1，4—半乳糖转移酶的依次激活，接着将决定性的GlcNAcβ1—6支链在β—1，6—N乙酰葡萄糖胺转移酶的作用下添加，多聚LacNAc直链转化成分支结构，从而形成I抗原。
2.2 分子机制 2.2.1 i基因 β1，3—乙酰胺基葡糖转移酶可以转移GlcNAc β1→3至乳糖和LacNAc的末端，其由β3GnT1编码，即被称为iGnT的i基因。
此基因存在于染色体11q13.2上，并编码415个氨基酸，从而形成47KDa大小的II型跨膜蛋白。
β3GnT1基因能编码含一个不同寻常的长28个氨基酸的跨膜区域及2个可能的N—糖基化位点，相比于其他β1，3—氨基葡萄糖转移酶的基因，这有明显区别。
β1，3—乙酰胺基葡糖转移酶能够启动多聚乳糖胺的合成，并且还可以延长已有的低聚糖多聚乳糖胺。
通过Northern印记显示，β1，3—乙酰胺基葡糖转移酶在大部分人体组织（除了WBCs、神经组织、肺、胸腺与肝脏）上广泛表达。
特别的是，粒细胞和单个核细胞在糖蛋白和脂蛋白上表达的主要是2型多糖链，其RNA在WBCs中是检测不到的。
至今已发现7个β1，3—N—乙酰氨基葡萄糖转移酶成员。
他们的编码基因彼此间有显著的同源性，都与较大的β1，3—半乳糖基转移酶家族有关联。
2.2.2 I基因 细胞表面I抗原结构的形成由一个不常见的分子遗传机制决定。
IGnT（HUGO基因命名委员会命名为GCNT2），即人类I 基因，β6GlcNAcT基因。
其位于染色体6p24.2上，包含5个外显子，依次是1A、1B、1C、2和3，表达3种不同的转录本，即IGnTA、IGnTB与IGnTC，见图1。
IGnTA（GCNT2A，IGnT2），由外显子1A、2、3编码，是人类组织上最常见的转录本。
而在纯化的人类晶状体上皮细胞内仅发现IGnT2B（GCNT2B）转录本，由外显子1B、2、3编码[17]。
人类网织红细胞上仅表达IGnTC（GCNT2C），由外显子1C、2、3编码，对造血干细胞进行的研究[18]已经证实，红细胞血型I抗原的表达也由其决定[17]。
即成人与脐血CD34+细胞上IGnT的表达非常低，而且，在红系分化过程中，IGnT的增加与I抗原表达量的增加是平行的。
3个IGnT转录本IGnTA、IGnTB与IGnTC的外显子1不同，但有相同的外显子2和外显子3。
外显子1A、1B、1C所编码的核苷酸分别为925bp、919bp、925bp。
而相同的外显子2和3所编码的核苷酸分别为93bp与191bp。
尽管由相同的基因所编码，这3种转录本只有66～73%的同源性，由于其外显子1的序列不同，造成它们的酶活性差异显著。
在酶活性实验中[17]，IGnTC的酶活性是另外2个的2倍，这是因为外显子1编码了近77%的酶活性区域，包括跨膜区域、主干区域以及含核苷酸结合位点的催化区域。
另外，这3个IGnT cDNAs并没有任何相同的5’区，而且其在人类不同组织上的表达形式也不同。
2.3 成人i及其与先天性白内障的关系 成人i表现型非常罕见，频率约为1/17000～1/4400。
对一些家系的研究发现，成人i的遗传符合隐性基因的特点，I和i的表现似一对等位基因，i相对I为隐性。
日本的Yamaguchi等在1972年首次报道了成人i与先天性白内障的关系。
他们对8例成人i先证者、7例有血缘关系的表型为I的亲属进行研究，结果表明： 8例成人i的个体都患有先天性白内障，而7例I个体视力均正常。
这些家系显示，I基因座位和先天性白内障的基因座位可能是紧密相连的。
欧洲原住民中有两例家系报道伴有先天性白内障，但通常该人群中成人i表现型不伴有此病。
IGnT的3个转录本（如上所述）在被人们发现之后，终于能够解释成人i和先天性白内障的病理关系了。
外显子1C（有核红细胞与网织红细胞上主要表达的同种型）发生突变，可产生成人i表型，但没有先天性白内障。
尽管其红细胞上IGnT[19—22]的活性丧失，但通过晶状体与其他组织的IGnTA与IGnTB作用，其体内IGnT的活性还是完整的。
相反，因为3种转录原本就具有相同的外显子2和3，所以，外显子2和3的突变，会导致全部组织都缺失IGnT的活性。
因此，成人i并伴随有先天性白内障可由外显子2和3的突变造成[17]。
然而Chen等人发现基因敲除的IGnT缺陷小鼠虽然I基因座与人类I基因座高度同源，但并未患有先天性白内障，所以，对于成人i和先天性白内障的病理关系，还有待进一步研究[23]。
有关特定突变位点和表型的总结[17，24—25]，见表1。
2.4 相关通路 在红细胞分化过程中，多聚LacNAc直链与支链之间的转化可能起着重要作用。
2007年有研究指出红系分化过程中i—I的转化受转录因子CCAAT/增强子结合蛋白α（C/EBPα）的调控，其可增强IGnTC基因的转录，最终形成I抗原[13]。
然后他们选择K—562细胞系作为细胞模型，从而证明C/EBPα Ser21残基的磷酸化状态决定着i向I的转变，而去磷酸化的C/EBPα Ser21促进IGnTC基因的表达，进而形成I抗原。
应用成人红细胞和粒细胞祖细胞与使用可衍生这些细胞的K—562细胞模型的研究结果一致，CD34+造血细胞中C/EBPα 慢病毒载体表达的研究结果也与其一致，都证明C/EBPα Ser21的去磷酸化形式诱导粒细胞CD15、I抗原和网织红细胞CD71抗原的表达。
总之，这些结果表明红细胞生成类似于粒细胞生成中多聚—LacNAc分支（I抗原）形成的机制，也就是为C/EBPα Ser21的去磷酸化起重要作用。
3 讨论 综上所述，Ii血型系统的I抗原与i抗原的生化结构已经明确阐明，其分子机制也已明确。
经过研究证实，不同细胞C/EBPα Ser—21磷酸化的调节作用非常复杂，与此同时信号途径也不尽相同。
所以研究需侧重于数量上，来揭示红细胞和粒细胞的C/EBPα Ser—21磷酸化状态使用的细胞调节机制是否相同是目前最重要的工作。
细胞机制也需要详细阐明，从而对更深一层地研究阐明出生后多聚—LacNAc链直链向支链转变的分子机制提，可以供有效的信息。
对于反向转换（I抗原到i抗原）的认识，这些研究结果对于详细阐明相关血液学紊乱的病因与病理机制将有重要意义。
以便探索治疗、预防的最佳办法。
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