喻才元，何艷婷(綜述)，周　宇(審校)

(廣東醫(yī)學院附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，廣東 湛江 524000)

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神經(jīng)絲輕鏈多肽與疾病的關系研究進展

喻才元△，何艷婷△(綜述)，周宇※(審校)

(廣東醫(yī)學院附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，廣東 湛江 524000)

摘要：神經(jīng)絲輕鏈多肽(NEFL)是組成神經(jīng)細胞骨架的關鍵成分，并與對神經(jīng)細胞塑形至關重要的多個蛋白靶點有相互聯(lián)系，在維持神經(jīng)細胞形態(tài)及使有髓鞘的軸突再生方面起關鍵性作用，與多種運動神經(jīng)元性疾病密切相關。最近研究發(fā)現(xiàn)，在某些神經(jīng)系統(tǒng)外組織發(fā)生惡性腫瘤時可出現(xiàn)NEFL 異位表達，且其表達量可能與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預后及治療有關，從而可能成為某些腫瘤表觀遺傳學的標志物。因此，研究NEFL與腫瘤的關系，在腫瘤的早期診斷、預后評價及指導臨床治療等方面有著重要意義。

關鍵詞：腫瘤；運動神經(jīng)元性疾??；神經(jīng)絲輕鏈多肽

神經(jīng)絲輕鏈多肽(neurofilament light polypeptide,NEFL)是細胞骨架的關鍵成分且與對細胞塑形至關重要的多個蛋白靶點有相互聯(lián)系[1-2]，NEFL的表達異常被認為與多種運動神經(jīng)元性疾病有關，如腓骨肌萎縮病[3-4]、早發(fā)性的神經(jīng)軸突病變[5]和脫髓鞘疾病[6]等。NEFL基因被證明為一種抑癌基因，位于人類染色體8p21，而這一區(qū)域富含抑癌基因[7]，并且基因的失雜合性經(jīng)常發(fā)生于此區(qū)域，這種基因的失雜合性被認為是多種癌癥發(fā)生的機制之一[8]。NEFL有嚴格的組織特異性，在正常的神經(jīng)組織表達，除此以外的正常組織不表達，而在某些腫瘤組織中存在異位表達[9]，這種奇特的表達機制目前仍不清楚。NEFL的表達改變與運動神經(jīng)元性疾病或腫瘤的作用機制復雜，目前尚不清楚，特別是NEFL與腫瘤的關系，近兩年才逐漸被部分學者關注，現(xiàn)將近年來這方面的相關研究進展予以綜述。

1NEFL的結(jié)構(gòu)特點

神經(jīng)纖維在維持神經(jīng)細胞形態(tài)及使有髓鞘的軸突再生方面起關鍵性的作用，神經(jīng)中間絲或稱神經(jīng)纖維絲包括3個亞基：NEFL、神經(jīng)絲中鏈多肽和神經(jīng)絲重鏈多肽，相對分子質(zhì)量分別為68 000、160 000和212 000[10]。NEFL是唯一可以自我組裝的亞單位，NEFL在體外可自我組裝成70 nm的纖維，當NEFL亞單位缺如時，神經(jīng)絲中鏈多肽和神經(jīng)絲重鏈多肽亞單位不能組裝成功能性神經(jīng)絲蛋白[11-12],因而NEFL被認為是最重要的神經(jīng)纖維絲。

2NEFL與神經(jīng)系統(tǒng)相關疾病的關系

2.1NEFL與腓骨肌萎縮病(Charcot-Marie-Tooth, CMT)的關系NEFL是細胞骨架的關鍵成分，在維持神經(jīng)細胞形態(tài)及使有髓鞘的軸突再生方面有極重要的作用，NEFL的表達異?？赡軐е露喾N運動神經(jīng)元性疾病的發(fā)生，其中研究最熱門是NEFL對CMT的影響。CMT是一組常見的具有高度臨床和遺傳異質(zhì)性的周圍神經(jīng)單基因遺傳病，分為脫髓鞘型(CMT1)和軸索型(CMT2)等兩種類型。Mersiyanova等[13]對CMT2患者的家系研究發(fā)現(xiàn)，CMT2的突變基因定位在染色體8p21位點，命名為CMT2E，并確認NEFL為CMT2E型的致病基因。Perez-Olle等[12]認為，NEFL突變可引起正常中間絲網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的改變，可能是CMT病情發(fā)展的重要原因。Jordonova等[14]報道,NEFL的突變亦可能導致CMT1的發(fā)生，CMT2E是常染色體顯性遺傳，NEFL的隱性突變被證實能導致常染色體隱性遺傳的發(fā)生[5，15]。由此可見，NEFL可能對各型CMT的發(fā)生均存在一定影響。NEFL突變誘導神經(jīng)絲錯誤裝配是CMT發(fā)生的重要原因之一。有研究證實，NEFL不同結(jié)構(gòu)域的突變對神經(jīng)絲的裝配有不同影響，而且對干預的敏感性也各不相同，對CMT的有效治療不只依賴于突變的NEFL基因，更重要在于特定位點突變對蛋白屬性及靶向神經(jīng)元群的影響[16]。因此，對NEFL突變位點的進一步研究可能對CMT的個性化治療有一定的指導作用?？傊?，NEFL與CMT的關系密不可分，不同類型CMT的發(fā)生機制與治療措施也因NEFL突變位點的不同而不盡相同，具體機制還有待進一步研究。

2.2NEFL與額顳葉癡呆的關系Landqvist wald?等[17]研究發(fā)現(xiàn)，NEFL在額顳葉癡呆患者腦脊液中的表達量比阿爾茨海默病及正常人明顯增高，而且NEFL的表達在tau蛋白陰性患者的腦脊液中比tau蛋白陽性的患者高，另外額顳葉癡呆不同的亞型中的表達也不盡相同，由此說明NEFL的表達水平可能在區(qū)別額顳葉癡呆與其他類型的癡呆或區(qū)分額顳葉癡呆之間不同亞型有一定的預示作用。但也有學者研究發(fā)現(xiàn)，在多發(fā)性硬化、神經(jīng)脊髓炎、神經(jīng)系統(tǒng)炎性疾病和非炎性神經(jīng)系統(tǒng)疾病各組中均存在軸索損傷，但NEFL均有不同程度的增高，NEFL的測定不能作為鑒別各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的理想標志物[18]。

3NEFL與神經(jīng)系統(tǒng)以外腫瘤的關系

一直以來,人們對NEFL的基礎研究及NEFL與神經(jīng)系統(tǒng)相關疾病的關系研究比較多，而關于NEFL與神經(jīng)系統(tǒng)以外腫瘤的關系報道較少。NEFL可能與神經(jīng)系統(tǒng)以外腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關。

3.1NEFL與乳腺癌的關系Li等[9]對正常乳腺組織、早期乳腺癌組織、乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組織中NEFL 信使RNA的表達水平進行檢測，分析NEFL的表達水平與多種惡性腫瘤參數(shù)與無病生存之間的關系。結(jié)果顯示，NEFL在正常乳腺組織中不表達或極少表達，而在92.3%(179/194)的乳腺惡性腫瘤中存在異位表達，且NEFL在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性的乳腺癌組織中的表達量比在淋巴結(jié)陰性的乳腺癌組織中的表達量低。此外，對于早期乳腺癌患者來說，NEFL表達水平低預示其5年無病生存率較低。因此，NEFL降低可能作為潛在的判斷乳腺癌患者有較差預后的重要標志之一，乳腺癌的發(fā)生可能與NEFL基因的甲基化有關。Kang等[19]對分化程度從階段1到階段4的乳腺癌細胞系的基因組進行NEFL甲基化檢測，發(fā)現(xiàn)該基因組NEFL甲基化的改變與腫瘤的進展有較好的一致性，且NEFL在乳腺癌中因過度甲基化而下調(diào)，通過誘導啟動子去甲基化，可使NEFL的表達水平恢復。因此,Kang等[19]認為乳腺癌進展與NEFL基因組甲基化有密切相關，啟動子過度甲基化可以下調(diào)NEFL表達，再次說明NEFL可能成為乳腺癌在表觀遺傳學上的潛在標志物。

3.2NEFL與頭頸部腫瘤的關系除了乳腺癌，NEFL在頭頸部腫瘤中的作用也有少量研究報道。Chen等[20]對14株頭頸部腫瘤細胞系進行核酸印跡亞硫酸鹽測序及甲基化特異性聚合酶鏈反應檢測，用去甲基化藥物干預頭頸部腫瘤細胞甲基化,并給予順鉑處理后觀察頭頸部腫瘤細胞系對順鉑的反應情況。并對51例頭頸部腫瘤患者的腫瘤組織進行甲基化特異性聚合酶鏈反應檢測，結(jié)合臨床治療資料分析NEFL啟動子區(qū)甲基化對該患者順鉑治療效果的影響。結(jié)果顯示，在頭頸部原發(fā)腫瘤中，NEFL啟動子出現(xiàn)明顯的甲基化，且與頭頸部腫瘤的化學抵抗及其預后差密切相關。啟動子甲基化能介導NEFL表達沉默，使NEFL的表達降低，從而增加頭頸部腫瘤對順鉑的抵抗，其機制可能是NEFL與結(jié)節(jié)硬化復合體相關。結(jié)節(jié)硬化復合體是一種已知的雷帕霉素靶蛋白通路的抑制劑，NEFL表達降低導致雷帕霉素靶蛋白通路功能亢進，結(jié)果導致腫瘤細胞對順鉑發(fā)生抵抗。因此，Chen 等[20]認為NEFL的表達降低與順鉑抵抗的增加密切相關，NEFL的甲基化可能是頭頸部腫瘤對藥物化學抵抗的一個新的機制，或許可以作為一種預測頭頸部腫瘤的化療效果的候選的生物標志物，從而預測患者的生存情況。也有研究通過人為調(diào)控NEFL 的表達，檢測NEFL對腫瘤細胞的凋亡與其侵襲能力的影響。結(jié)果顯示，在頭頸部腫瘤細胞系中，NEFL能增加胱天蛋白酶3活性，誘導腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤細胞生長[21]，說明NEFL 也可能通過參與頭頸部腫瘤的細胞凋亡機制，參與頭頸部腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程。

3.3NEFL與肺癌的關系沈卓堅等[22]用SP免疫組織化學法對108例患者肺癌組織NEFL的表達進行檢測及進行隨訪觀察，結(jié)果表明NEFL有抗腫瘤效應且NEFL的表達與肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關系，其陽性表達與患者預后呈正相關，提示NEFL對判斷肺癌患者的預后有一定的參考價值。NEFL與肺癌的發(fā)生、發(fā)展有關。

4結(jié)語

NEFL與有神經(jīng)系統(tǒng)損傷的疾病的發(fā)生、發(fā)展可能有關，目前除了其與CMT的關系比較明確切外，其與神經(jīng)系統(tǒng)其他疾病之間的關系尚存爭議，仍需進一步研究，以尋求其作為鑒別各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的標志物的可能性。NEFL在頭頸部腫瘤、乳腺腫瘤以及肺癌等多種癌癥中存在表達異常，并且其表達量在癌癥的不同時期有明顯的差異，NEFL的表達能誘導腫瘤凋亡，降低腫瘤的侵襲力，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療及預后等都有緊密的聯(lián)系，并有可能成為癌癥早期篩查或判斷預后的標志物，因而對NEFL的研究可能為了解腫瘤的發(fā)生機制、篩查腫瘤及尋找腫瘤治療靶點提供依據(jù)。但作為腫瘤抑制基因，正常組織不表達或極少表達，病變發(fā)生后卻異位表達，腫瘤中低表達NEFL等都與一般的腫瘤抑制基因表現(xiàn)不同，其機制目前尚不清楚。NEFL抗腫瘤機制和信號通路非常復雜，目前相關研究較少，尚有待進一步研究。

參考文獻

[1]Goehler H,Lalowski M,Stelzl U,etal.A protein interaction network links GIT1,an enhancer of huntingtin aggregation,to Huntington′s disease[J].Mol Cell,2004,15(6):853-865.

[2]Haddad LA,Smith N,Bowser M,etal.The TSC1 tumor suppressor hamartin interacts with neurofilament-L and possibly functions as a novel integrator of the neuronal cytoskeleton[J].J Biol Chem,2002,277(46):44180-44186.

[3]Filali M,Dequen F,Lalonde R,etal.Sensorimotor and cognitive function of a NEFL(P22S) mutant model of Charcot-Marie-Tooth disease type 2E[J].Behav Brain Res,2011,219(2):175-180.

[4]Koutsis G,Pandraud A,Karadima G,etal.Mutational analysis of PMP22,EGR2,LITAF and NEFL in GreekCharcot-Marie-Tooth type 1 patients[J].Clin Genet,2013,83(4):388-391.

[5]Yum SW,Zhang J,Mo K,etal.A novel recessive Nefl mutation causes a severe,early-onset axonal neuropathy[J].Ann Neurol,2009,66(6):759-770.

[6]Bhagavati S,Maccabee PJ,Xu W.The neurofilament light chain gene (NEFL) mutation Pro22Ser can be associated with mixed axonal and demyelinating neuropathy[J].J Clin Neurosci,2009,16(6):830-831.

[7]Imbert A,Chaffanet M,Essioux L,etal.(1996)Integrated map of the chromosome 8p12-p21 region,a region involved in human cancers and Werner syndrome[J].Genomics,1996,32(1):29-38.

[8]Baffa R,Santoro R,Bullrich F,etal.Definition and refinement of chome 8p regions of loss of heterozygosity in gastric cancer[J].Clin Cancer Res,2000,6(4):1372-1377.

[9]Li XQ,Li L,Xiao CH,etal.NEFL mRNA expression level is a prognostic factor for early-stage breast cancer patients[J].PLoS One,2012,7(2):e31146.

[10]Liem RK,Yen SH,Salomon GD,etal.Intermediate filaments in nervous tissues[J].J Cell Biol,1978,79(3):637-645.

[11]Frchs E,Weber K,Intermediate filament:structure,dynamics,function and disease[J].Annu Rev Biochem,1994,63:345-382.

[12]Perez-Olle R,Leung CL,Liem RK.Effects of Charcot-Marie-Tooth-linked mutations of the neurofilament light subunit on intermediate filament formation[J].J Cell Sci,2002,115(Pt 24):4937-4946.

[13]Mersiyanova IV,Perepelov AV,Polyakov AV,etal.A new variant of Charcot-Marie-Tooth disease type 2 is probably the result of a mutation in the neurofilament-light gene[J].Am J Hum Genet,2000,67(1):37-46.

[14]Jordonova A,De Jonghe P,Boerkel CF,etal.Mutations in the neurofilament light chain gene (NEFL) cause early onset severe Charcot-Marie-Tooth disease[J].Brain,2003,126(Pt 3):590-597.

[15]Abe A,Numakura C,Saito K,etal.Neurofilament light chain polypeptide gene mutations in Charcot-Marie-Tooth disease:nonsense mutation probably causes a recessive phenotype[J].J Hum Genet,2009,54(2):94-97.

[16]Gentil BJ,Mushynski WE,Durham HD.Heterogeneity in the properties of NEFL mutants causing Charcot-Marie-Tooth disease results in differential effects on neurofilament assembly and susceptibility to intervention by the chaperone-inducer,celastrol[J].Int J Biochem Cell Biol,2013,45(7):1499-1508.

[17]Landqvist Wald? M,Frizell Santillo A,Passant U,etal.Cerebrospinal fluid neurofilament light chain protein levels in subtypes of frontotemporal dementia[J].BMC Neurol,2013,13:54.

[18]張艷,李翔,喬健,等.神經(jīng)絲蛋白輕鏈與多發(fā)性硬化的相關性研究[J].中華醫(yī)學雜志,2007,87(39):2745-2749.

[19]Kang S,Kim B,Park SB,etal.Stage-specific methylome screen identifies that NEFL is downregulated by promoter hypermethylation in breastcancer[J].Int J Oncol,2013,43(5):1659-1665.

[20]Chen B,Chen J,House MG,etal.Role of neurofilamentlight polypeptide in head and neck cancer chemoresistance[J].Mol Cancer Res,2012,10(3):305-315.

[21]Huang Z,Zhuo Y,Shen Z,etal.The role of NEFL in cell growth and invasion in head and neck squamous cell carcinoma cell lines[J].J Oral Pathol Med,2014,43(3):191-198.

[22]沈卓堅,黃志權(quán),陳柏深,等.神經(jīng)絲蛋白輕鏈多肽在肺癌組織中的表達及其意義[J].中華實驗外科雜志,2012,29(12):2592-2594.

Research Progress in the Relationship of Neurofilament Light Polypeptide and DiseasesYUCai-yuan,HEYan-ting,ZHOUYu.(DepartmentofGastroenterology,theAffiliatedHospitalofGuangdongMedicalCollege,Zhanjiang524000,China)

Abstract：The neurofilament light polypeptide(NEFL) is the key element of the skeleton of nerve cells and it is interconnected with multiple protein targets which are essential to the nerve cell shaping.NEFL plays a key role in maintaining the neuronal caliber and making the axons regeneration,thus is associated with a variety of motor neuron diseases.Recent studies have indicated that NEFL is ectopically expressed in non-nervous system tissues when malignant neoplasm occurs and it is associated with the occurrence,development,prognosis and treatment of cancer,so NEFL may serve as a potential epigenetics biomarker of some tumors.Therefore,research in the relationship of the NEFL and diseases has significant meaning in early diagnosis，prognostic evaluation and guiding the clinical treatment for tumors.

Key words：Neoplasm; Motor neuron diseases; Neurofilament light polypeptide

收稿日期：2014-07-21修回日期：2014-11-07編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.11.015

中圖分類號：R73； R74

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)11-1959-03