二恶英是具有造血毒性的一类持久性有机污染物。其代表性化合物 2,3,7,8- 四氯代二苯并-对-二恶英（2,3,7,8-tecrachorodibenzo-p-dioxin，2,3,7,8-TCDD）是 二恶英造血毒性与机制研究的重点。在人体和动物模型中，TCDD 的暴露可导致 贫血现象的发生。有研究表明，TCDD 可以通过扰乱斑马鱼体内红细胞的生成过 程而诱发贫血，说明 TCDD 对鱼红系造血系统分化发育过程的干扰作用可能是 导致其贫血的原因之一。但是，在人体中，TCDD 所导致的贫血与红系分化的关 系尚未明确。由于 TCDD 的毒性效应往往存在种属差异，有必要在人源模型中 探究其对人红系分化发育的影响。芳香烃受体（AhR）信号通路不仅能通过对基 因表达的干扰作用介导二恶英的毒性，也参与造血功能的调控，因此围绕 AhR 信 号通路开展 TCDD 对红系分化相关基因调控机制的研究十分必要。乙酰胆碱酯 酶（AChE）在红系细胞中可被促红细胞生成素（EPO）诱导上调，并可以促进血 红蛋白的成熟。作为 AhR 信号通路下游的新型效应基因，明确红系细胞 AChE 的基因表达与 TCDD 暴露的关系，并探究 AhR 信号通路在其中的作用也具有生 物学和毒理学意义。

      为了解答上述科学问题，我们应用人红系白血病细胞系 TF-1 建立了有核红 细胞分化模型，并应用 AhR 基因敲除动物模型来开展相关的研究。在未分化的 TF-1 细胞以及氯化高铁血红素（Hemin）或 EPO 诱导分化的 TF-1 细胞中，暴露 不同浓度的 TCDD，应用实时荧光定量 PCR 技术等分子生物学技术手段，测定 了 AhR 信号通路相关基因、红系造血相关基因和 AChE 基因的表达水平；并应 用 AhR 基因敲除小鼠，对外周血的贫血指标与成熟红细胞膜上的 AChE 的活性 进行了测定。主要获得了如下研究结果：

      （1）TCDD 处理未分化的 TF-1 细胞后，发现 AhR 信号通路下游的效应基因被 显著上调，说明 AhR 信号通路在 TF-1 中是有功能的；同时，TCDD 可以浓度依 赖性的上调红系分化效应基因（-GLOBIN 和-GLOBIN）与调控基因（EPO 受 体和 GATA-1）的基础表达水平。我们应用 Hemin 或 EPO 诱导 TF-1 细胞分化为 更成熟的红系细胞，诱导后可见红系分化标志物，血红蛋白及相关基因的表达均 显著增加。TCDD 处理诱导分化的 TF-1 细胞后，发现 AhR 信号通路被激活，同时上述红系分化相关基因的表达水平也显著上调。进一步借助生物信息学手段对 上述基因的启动子序列进行了分析，在 TCDD 诱导上调的红系分化相关基因的 启动子区域存在潜在的二恶英响应元件的核心序列，提示 TCDD 可能通过激活 AhR 信号通路直接调控这些基因的表达。

      （2）在未分化和诱导分化的 TF-1 细胞中，TCDD 处理均可诱导 AChE 基因的转 录表达。仅在经过较高浓度 TCDD（10-8 mol/L）处理的未分化细胞中，AChE 的 酶活性有轻度的增加。TCDD 对 TF-1 细胞中 AChE 基因表达的诱导作用与其在 神经细胞中的作用截然相反，提示 AChE 对 TCDD 的响应存在细胞类型的特异 性。我们进一步借助 AhR 基因敲除小鼠，考察了 AhR 表达与红细胞 AChE 及成 熟红细胞功能之间的内在联系。发现在 AhR 基因敲除小鼠的外周血中，红细胞 个数及血红蛋白等指标显著下降，呈现贫血样改变；同时红细胞 AChE 酶活性显 著上升，血清和肾脏中 EPO 水平均上调，而肾脏中一种 EPO 的调控分子，即缺 氧诱导因子（HIF），的表达也显著上调。根据文献中 EPO 对 AChE 表达与红系 造血的调控作用以及 HIF 信号通路对 EPO 表达的影响，我们推测在 AhR 基因敲 除小鼠中，EPO、HIF 和红细胞 AChE 活性的上调可能是贫血导致的一系列代偿 性改变。

       我们的研究结果首次在人红系细胞中提出了 TCDD 可直接刺激红系造血相 关基因表达的实验证据。我们还发现，与神经细胞不同，TCDD 在人红系细胞中 可以上调 AChE 的表达。由于 AChE 具有促进血红蛋白成熟的作用，我们推测 TCDD 在红系细胞中上调 AChE 的作用，以及对红系分化基因表达的促进作用可 能是红系前体细胞的一种代偿性响应。