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遗传毒性评价是药物安全性评价中的重要组成部分，并参与到药物研发早期的毒性筛选。利用分子生物标志物评价遗传毒性逐渐成为研究热点。本研究通过基因芯片方法筛选到一个未知基因(BC005512)可以特异地被遗传毒性物质诱导，随后的研究表明该基因为鼠内源性逆转录病毒(endogenous retrovirus，ERV)中GLN家族的成员。ERV是在生物进化过程中外源性逆转录病毒感染并整合入生殖细胞基因组而被后代遗传下来的产物。文献报道ERV中的一些家族具有重要的生理功能或参与某些疾病的发生发展。最近的一项研究指出GLN的一个成员能够形成感染性病毒颗粒，提示其在体内处于活性状态，但关于GLN的一般特征和功能研究很少。本研究应用遗传毒性和分子生物学方法并结合生物信息学手段，对GLN与遗传毒性的关系及其生物学功能进行了深入的研究和探讨。
首先应用芯片技术，通过分析给予多种已知的遗传毒性化合物(genotoxins，GTXs)和非遗传毒性化合物的小鼠肝脏基因表达谱的差异，发现上述未知基因BC005512的表达能够特异地被GTXs诱导。生物信息学分析结果表明该基因为ERV中GLN家族的成员，即GTXs可以诱导小鼠肝脏中GLN转录水平的表达，并利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR，qPCR)方法对芯片结果进行了验证。一般特征研究中，利用快速扩增cDNA末端(rapid amplification ofcDNA ends，RACE)技术获得了符合预期的全长GLN转录剪切产物。qPCR以及基因克隆试验结果表明GLN在小鼠多种组织和细胞中均有表达，且不同组织或细胞中GLN家族成员的表达谱不完全一致。
基于芯片结果，进一步的体外研究发现，上述芯片试验中未检测的多种代表不同作用机制的GTXs能够诱导NIH/3T3细胞中GLN的表达，提示GLN对GTXs的反应具有较高的敏感性和特异性。应用碱性彗星试验，通过剂量反应关系及线性回归分析发现，GTXs诱导的GLN表达水平与DNA损伤程度密切相关。且对于直接损伤DNA的GTXs，检测GLN表达与遗传毒性常用评价方法微核试验或γ-H2AX免疫印迹试验结果具有良好的相关性。
另外，本研究对GTXs诱导GLN表达上调的机制进行了初步探讨。利用生物信息学方法发现GLN的长末端重复序列(long terminal repeat，LTR)中含有一个可能的p53结合位点。GTXs不能诱导p53功能缺陷的小鼠淋巴瘤细胞L5178Y中GLN的表达。荧光素酶报告基因试验结果表明，缺失了p53结合位点的GLN LTR启动子/增强子活性明显降低。GTXs对p53结合位点缺失的LTR的激活作用弱于对野生型LTR的激活作用。以上结果提示GTXs诱导GLN的表达可能是部分通过p53依赖途径的。
目前未见关于GLN功能的报道。本文利用RNA干扰技术首次对GLN的生物学功能进行了研究。降低GLN表达能够抑制三种小鼠细胞系包括NIH/3T3、Hepa1-6和SV40 MES13的生长。进一步地在NIH/3T3细胞中，通过EdU掺入试验、流式细胞仪检测细胞周期以及western blot等实验发现，降低GLN表达能够上调p21WAF1/Cip1的表达水平并诱导细胞发生G1/S期阻滞，继而抑制细胞增殖。利用annexin V/PI双染检测凋亡，并结合caspase3活性检测以及caspase抑制剂预处理的方法，发现降低GLN表达并不直接影响细胞凋亡。以上结果表明降低GLN表达能够抑制细胞生长，这种效应主要是通过抑制细胞增殖而非诱导凋亡来实现的。
综上所述，本研究首次报道了体内和体外鼠内源性逆转录病毒中GLN家族成员的表达水平可以特异地被遗传毒性物质诱导，且与DNA损伤程度相关，具有较高的特异性和敏感性，易于检测，为GLN发展成为可能的遗传毒性生物标志物提供了重要的实验依据，并为寻找遗传毒性生物标志物提供了新的研究思路。同时首次揭示了GLN可以作为细胞增殖的正向调控因子，有助于深入研究其生物学功能和ERV与宿主之间的相互作用。