張緒湃，黃瑩，熊艷秋，程鵬，鄧東紅，龍媛，劉振芳

(廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

TRB2在急性白血病中的作用機制研究進展

張緒湃，黃瑩，熊艷秋，程鵬，鄧東紅，龍媛，劉振芳

(廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

Tribbles相關(guān)蛋白(TRB)家族是一類絲氨酸/蘇氨酸激酶樣蛋白基因家族，包括TRB1、TRB2和TRB3三個同源基因。TRB主要通過調(diào)節(jié)蛋白激酶信號通路調(diào)控相關(guān)基因表達而發(fā)揮作用。目前TRB家族與人類白血病的研究主要集中在TRB2。急性白血病的發(fā)病機制復(fù)雜，至今尚不完全清楚。TRB2作為分子適配體，可參與介導(dǎo)降解和改變信號傳導(dǎo)通路，是一種潛在的致癌基因，通過影響不同的信號通路，參與急性白血病的病理生理過程。TRB2有可能成為治療急性白血病的分子作用靶點。

急性白血病；Tribbles相關(guān)蛋白家族；分子機制

Tribbles相關(guān)蛋白(TRB)家族是在果蠅中發(fā)現(xiàn)的一類絲氨酸/蘇氨酸激酶樣蛋白基因家族。TRB家族能夠抑制細胞有絲分裂，調(diào)節(jié)細胞發(fā)育過程中的增殖及形態(tài)形成，其作用主要是通過調(diào)控蛋白激酶信號通路相關(guān)基因的表達實現(xiàn)。TRB家族包括TRB1、TRB2和TRB3三個同源基因，可在多種細胞中表達，其表達具有細胞特異性。目前，TRB家族與人類白血病的研究主要集中在TRB2。急性白血病是一類造血干細胞惡性克隆性疾病，在血液和骨髓中白血病細胞大量異常增殖，并浸潤其他組織和器官，從而使正常造血受到抑制，其發(fā)病機制復(fù)雜，至今尚未完全清楚。TRB2最初是在犬甲狀腺細胞中被發(fā)現(xiàn)，作為分子適配體參與介導(dǎo)降解和改變信號傳導(dǎo)通路。研究證實，TRB2是急性髓性白血病(AML)、急性淋巴細胞性白血病(ALL)等多種惡性腫瘤的潛在致癌基因，其中CCAAT/增強子結(jié)合蛋白α(C/EBPα)是TRB2介導(dǎo)降解致使急性白血病發(fā)生最具特點的轉(zhuǎn)錄因子之一。本文結(jié)合文獻就TRB2在急性白血病發(fā)生、發(fā)展中的分子作用機制作一綜述。

1 TRB2的結(jié)構(gòu)、功能及其表達調(diào)控

1.1 TRB2的結(jié)構(gòu)及功能 TRB2定位于人常染色體2p24.3[1]，包含三個不同的區(qū)域：富含絲氨酸和脯氨酸的氨基端、絲氨酸/蘇氨酸激酶樣中央?yún)^(qū)域及含有組成型光形態(tài)建成蛋白1(COP1)結(jié)合位點的羧基端[2]。TRB2的氨基端是哺乳動物TRB蛋白質(zhì)最離散的區(qū)域，該區(qū)域富含絲氨酸和脯氨酸，不是造血細胞分化和骨髓細胞轉(zhuǎn)化所必需的。TRB2激酶樣中央?yún)^(qū)域包含不同催化環(huán)序列，該區(qū)域的完整性可使TRB2保持應(yīng)有的生物活性，其關(guān)鍵殘基突變會影響TRB2活性。TRB2的羧基端包含一個同源基因共享的DQxVPx模體，與COP1結(jié)合而發(fā)揮生物效應(yīng)[3]。COP1是一種E3泛素連接酶，其介導(dǎo)TRB2依賴性C/EBPα的降解，TRB2作為一種“腳手架蛋白”參與酶及其靶點的局域化。COP1結(jié)合位點的突變或缺失會導(dǎo)致TRB2降解C/EBPα，繼而阻礙粒細胞分化能力的喪失。COP1與TRB2羧基端COP1結(jié)合位點的結(jié)合是TRB導(dǎo)致的急性髓性白血病所需的[2]。由此可見，此區(qū)域?qū)S持TRB2的生物活性同樣具有重要作用。因此，TRB2激酶樣中央?yún)^(qū)域和羧基端均是TRB2阻止細胞分化和降解C/EBPα所必需的。

TRB2是一種假性激酶，其催化環(huán)與經(jīng)典激酶有所差異，這種差異可能使其喪失了部分催化活性[4]。經(jīng)典激酶包括結(jié)合三磷酸腺苷(ATP)的氨基端、中央核心區(qū)和結(jié)合信號分子的羧基端[5]。氨基端包括一個對結(jié)合ATP起關(guān)鍵作用的賴氨酸殘基，該區(qū)域在TRB2相對保守。但羧基端對磷酸鹽轉(zhuǎn)移起關(guān)鍵作用的高度保守序列由“HRDLKPEN”變成了“LRDLKLRK”。TRB2與經(jīng)典激酶最大的不同是TRB2羧基端缺少一個DFG模體，該模體對激酶的活性及與Mg2+鰲合具有重要作用[4]。相應(yīng)地，TRB2功能發(fā)生了一些改變，如不能自我磷酸化，不具備絲氨酸/蘇氨酸經(jīng)典激酶活性[6]。

TRB2作為TRB家族成員之一，雖然沒有經(jīng)典激酶活性，但在不同的細胞信號通路中發(fā)揮相應(yīng)的調(diào)節(jié)作用，從而參與應(yīng)激反應(yīng)、細胞增殖及代謝過程。研究表明，TRB2具有抗脂肪遺傳因子作用，能夠阻礙脂肪細胞的分化[7]。TRB2作為一種致癌基因，通過抑制C/EBPα等一系列機制導(dǎo)致AML的發(fā)生[8]。在肺癌患者及非小細胞肺癌細胞系中，高表達的TRB2通過與TRIM21相互作用，使C/EBPα降解，繼而促進腫瘤細胞增殖[9，10]。在肝癌細胞中，TRB2通過聯(lián)合多種信號通路參與肝癌的病理生理過程[11～13]。TRB2在惡性黑色素瘤中高表達，其通過下調(diào)FOXO腫瘤抑制基因的活性，促進黑色素瘤細胞的惡性表型[14，15]。因此，TRB2高表達與腫瘤發(fā)生中信號分子的轉(zhuǎn)錄過程密切相關(guān)[16]。

1.2 TRB2的表達調(diào)控 TRB2作為一種潛在的致癌基因，在AML、ALL等惡性腫瘤中高表達。TRB2的致癌活性與其表達上調(diào)有關(guān)，而與其基因組改變(如拷貝數(shù)變化、甲基化等)和基因突變無關(guān)[17]。目前研究認為，TRB2的表達主要受相關(guān)基因和miRNAs兩方面調(diào)控。

在正常和惡性血細胞生成過程中，TRB2的表達主要受E2F1、C/EBPα、PITX1等基因調(diào)控。在正常粒細胞/巨噬細胞祖細胞中，C/EBPα與TRB2的啟動子結(jié)合；而在AML細胞增殖過程中，TRB2的表達受E2F1的調(diào)節(jié)，C/EBPα-p30協(xié)同E2F1刺激TRB2的表達，同時E2F1介導(dǎo)的TRB2的表達受C/EBPα-p42的抑制[8]。因此，E2F1、C/EBPα與TRB2之間通過反饋調(diào)節(jié)實現(xiàn)對TRB2的調(diào)控。有研究發(fā)現(xiàn)，在JURKAT細胞(T-ALL細胞系)中PITX1的表達能夠激活TRB2，從而參與T細胞的發(fā)育[18]。同樣，TRB2的表達受到TAL1的調(diào)節(jié)，其作為TAL1的關(guān)鍵靶基因，是T-ALL細胞生長所必需的，其表達在TAL1敲除時可出現(xiàn)下調(diào)[19]。在T-ALL的病理生理過程中，TAL1參與TRB2的調(diào)控。此外，TRB2作為FOG-1介導(dǎo)骨髓造血潛能喪失的潛在效應(yīng)器，選擇性地表達于巨核細胞/紅細胞前體細胞。TRB2啟動子區(qū)域與GATA2/FOG-1結(jié)合，其表達在FOG-1缺乏時可顯著下調(diào)[20]。研究表明，Notch1編碼的膜受體和轉(zhuǎn)錄因子在T細胞的發(fā)育中起到關(guān)鍵作用。TRB2作為Notch1的直接靶基因，其表達上調(diào)與異常的Notch信號通路傳導(dǎo)有關(guān)[21]。此外，TRB2的表達還受一些miRNAs的調(diào)控，如miR-99、miR-1297、miR-511、let-7c等。研究發(fā)現(xiàn)，在宮頸癌HeLa細胞中，高表達的miR-99作為一種抑癌基因，可使TRB2表達下調(diào)，從而抑制細胞增殖并促進細胞凋亡[22]。在肺腺癌A549細胞中，miR-1297和miR-511作為抑癌基因，通過抑制TRB2的表達和進一步增加C/EBPα的表達，繼而抑制肺癌細胞增殖[23]。同樣，let-7c能夠通過調(diào)控致癌基因TRB2而抑制肺腺癌細胞增殖[24]。

2 TRB2在急性白血病中的表達及其分子作用機制

2.1 TRB2在AML中的表達及其分子作用機制 研究發(fā)現(xiàn)，TRB2在人急性單核細胞白血病細胞株THP-1和人髓系白血病樣本中高表達[25，26]。TRB2在AML發(fā)生、發(fā)展過程中的信號調(diào)控起關(guān)鍵作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)，在一些AML亞群中TRB2表達上調(diào)并伴有C/EBPα信號通路失調(diào)[26]。在造血系統(tǒng)中，由TRB2介導(dǎo)的C/EBPα降解會導(dǎo)致骨髓細胞分化受阻，這是TRB2參與AML病理生理過程的分子基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)錄因子C/EBPα是髓系細胞增殖和分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，其在AML發(fā)生、發(fā)展過程中由于基因突變、轉(zhuǎn)錄后修飾、轉(zhuǎn)錄后抑制、表觀調(diào)節(jié)和蛋白酶體的降解而失調(diào)[8]。C/EBPα mRNA主要編碼C/EBPα-p42和C/EBPα-p30兩種蛋白質(zhì)異構(gòu)體。C/EBPα家族成員中的轉(zhuǎn)錄因子通過與細胞周期蛋白相互作用，參與細胞分化的調(diào)控。其中，C/EBPα-p42能夠促進細胞周期停滯并通過抑制E2F的活性，導(dǎo)致粒細胞分化。TRB2通過蛋白酶體和COP1介導(dǎo)降解C/EBPα-p42而阻礙細胞分化，同時伴有致癌性蛋白C/EBPα-p30的升高。在AML前期，E2F1協(xié)同C/EBPα-p30使TRB2啟動子激活，從而導(dǎo)致TRB2表達上調(diào)。在正常骨髓祖細胞中，C/EBPα-p42與TRB2啟動子結(jié)合會抑制E2F1介導(dǎo)TRB2的表達[8]。當AML發(fā)生時，TRB2介導(dǎo)的C/EBPα-p42降解可導(dǎo)致細胞分化受阻。因此，E2F1和致癌性蛋白質(zhì)C/EBPα-p30共同刺激使TRB2表達上調(diào)，上調(diào)的TRB2介導(dǎo)C/EBPα-p42的降解，阻止其對TRB2的抑制，繼而阻礙細胞分化并促使細胞無限增殖，從而參與AML的發(fā)生、發(fā)展。此外，TRB2是髓系熱帶病毒整合位點1(MEIS1)的靶基因，MEIS1可通過與TRB2啟動子結(jié)合而促進AML細胞的增殖[27]。同時還發(fā)現(xiàn)，通過逆轉(zhuǎn)錄病毒將TRB2插入到Hox位點，可導(dǎo)致同源異性盒基因A9(HoxA9)表達升高[28]。在造血祖細胞中TRB2和HoxA9共同致癌作用顯著高于單獨TRB2或HoxA9的致癌作用，因此TRB2能夠協(xié)同HoxA9加速AML的發(fā)生、發(fā)展。

2.2 TRB2在ALL中的表達及其分子作用機制 研究發(fā)現(xiàn)，TRB2在正常造血細胞，尤其是T細胞的淋巴組織中表達水平最高。通過對16種不同人類白血病亞型TRB2表達水平分析發(fā)現(xiàn)，相對于慢性淋巴細胞白血病(CLL)、慢性髓細胞白血病(CML)、骨髓增生異常綜合征(MDS)等其他亞型白血病，TRB2在ALL中的表達水平相對較高[29]。TRB2作為ALL的潛在致癌基因，在ALL的發(fā)病過程中具有關(guān)鍵作用。Hannon等[29]研究發(fā)現(xiàn)，在T-ALL中TRB2表達上調(diào)。Notch1是T-ALL最常見的突變基因，50%的成人和兒童T-ALL患者存在Notch1基因激活突變[30，31]。進一步對TRB2高表達的T-ALL分析發(fā)現(xiàn)，TRB2高表達與T細胞受體(TCR)信號通路，尤其是與Notch信號通路有關(guān)[29]。通過對兒童T-ALL中TRB2表達分析發(fā)現(xiàn)，高表達TRB2與Notch1的激活顯著相關(guān)。Notch1編碼的膜受體和轉(zhuǎn)錄因子在T細胞的發(fā)生中具有重要作用。TRB2是致癌性Notch1的一個直接轉(zhuǎn)錄靶點[21]，在ALL的發(fā)展過程中高表達TRB2與Notch1激活表型密切相關(guān)。還有研究表明，TRB2的表達受TAL1的調(diào)節(jié)，其作為TAL1的直接靶基因，是T-ALL細胞生長所必需的，其表達在TAL1敲除時下調(diào)[19]。由此推測，高表達的TRB2可能通過協(xié)同上調(diào)TAL1的表達和Notch1的突變激活參與T-ALL的病理過程。

綜上所述，TRB2作為一種潛在致癌基因在急性白血病中表達上調(diào)，并通過不同的信號通路參與急性白血病的病理生理過程。在TRB2的致癌過程中，C/EBPα通過分子水平的調(diào)節(jié)，參與了急性白血病的信號通路失調(diào)，這為研究急性白血病發(fā)病的分子機制奠定了基礎(chǔ)。盡管如此，目前TRB2在急性白血病中對下游靶點調(diào)控的確切作用機制仍不明確，或者TRB2仍存在其他信號傳導(dǎo)通路參與急性白血病的發(fā)病過程，但尚需進一步研究。隨著對TRB2基因的深入研究，其有望成為治療急性白血病新的、更為有效的分子作用靶點。

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國家自然科學基金資助項目(81160072、81560028)；廣西自然科學基金項目(2010GXNSFB013064)。

劉振芳(E-mail: liuliuzhenfang@126.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.08.035

R733.7

A

1002-266X(2017)08-0106-04

2016-08-16)