PML/RARα的異常轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制

杜巧哲 馬艷榮 張俊玲

石家莊醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，河北石家莊 050000

急性早幼粒細胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia，APL）是急性髓系白血病的一種，主要累及17號染色體維甲酸受體α（retinoic acid receptorα，RARα）基因，導(dǎo)致粒細胞造血細胞分化受阻在早幼粒階段的異質(zhì)性腫瘤。 其中 t（15；17）（q22；q12）易位后形成的PML/RARα融合基因在APL的重現(xiàn)率最高，占90%以上[2]。

1 PML/RARα融合蛋白的結(jié)構(gòu)與功能

PML/RARα蛋白是由位于人類15號染色體的PML基因和17號染色體的RARα基因易位形成融合基因編碼的融合蛋白。PML-RARα融合蛋白保留了PML的大部分結(jié)構(gòu)域以及RARα的配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域和DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域。因此，它可以和野生型的RARα競爭性的結(jié)合RARE，抑制RARα的下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。PML-RARα融合蛋白不僅阻礙體內(nèi)正常的轉(zhuǎn)錄因子維甲酸受體結(jié)合RARE，抑制其下游靶基因的活性、產(chǎn)生顯性抑制的效果；而且能夠招募共抑制因子復(fù)合物至RARE上，以致造血細胞分化阻滯在早幼粒階段，進而促進了APL的發(fā)生。同時，PML-RARα融合蛋白也介導(dǎo)了APL細胞對藥理濃度的全反式維甲酸（ATRA）的反應(yīng)性。因此，PML-RARα融合蛋白不僅是APL的致病因子，而且也參與了APL細胞對ATRA的藥物敏感性。近年來的研究表明，PML-RARα融合蛋白在APL發(fā)生、發(fā)展中扮演關(guān)鍵角色。PML-RARα是異常的轉(zhuǎn)錄因子，主要是通過對靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控來發(fā)揮作用，因此，我們在此簡單討論一下PML-RARα的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制。

2 PML-RARα融合蛋白對基因的異常轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制。

PML-RARα干擾正?；虻霓D(zhuǎn)錄調(diào)控機制主要有以下幾個方面。

2.1 PML-RARα和RARα競爭性的結(jié)合維甲酸反應(yīng)元件，抑制下游靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控

PML-RARα融合蛋白保留了RARα的配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域和DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域，因此，能夠和RARα蛋白發(fā)生競爭性結(jié)合，也能夠介導(dǎo)ATRA的作用。但是，2者的結(jié)合特性存在差異。RAR在體內(nèi)主要和RXR構(gòu)成異二聚體，結(jié)合DR2或者DR5位點（direct repeats(DRs)of a(A/G)G(G/T)TCA consensus with spacings of 2 or 5）。而PML-RARα蛋白，由于PML存在一個比較強的蛋白-蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域，因此能夠PML-RARα能夠形成同源二聚體，結(jié)合DNA 序列[6，8]。 相對于 RAR/RXR，PML-RARα 同源二聚體能更加緊密的結(jié)合DNA序列，只有在藥理濃度的ATRA存在的情況下，這種抑制才能被解除[4，5]。并且，除了DR2和DR5位點，PMLRARα可以結(jié)合的DNA序列更加廣泛。PML-RARα的這種結(jié)合特性，使得它能夠抑制更廣泛的靶基因，參與腫瘤的發(fā)生。

2.2 PML-RARα通過蛋白與蛋白的相互作用，抑制其他轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控作用

PML-RARα可以通過以蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的方式和其它轉(zhuǎn)錄因子相互作用，干擾/抑制了其他轉(zhuǎn)錄因子的下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控的分子通路。以往的研究表明PML-RARα能夠與轉(zhuǎn)錄因子AP-1[3]、GATA2[11]和 Sp1[12]等相互作用從而干擾了它們自身的轉(zhuǎn)錄活性和其對靶基因的調(diào)控。Van Wageningen S小組通過熒光素酶報告基因?qū)嶒?、GST-pull down等多種功能學(xué)實驗證明PMLRARα融合蛋白可以通過和轉(zhuǎn)錄因子Sp1及NF-Y相互作用而干擾其下游靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，但并不直接結(jié)合RARE。最近的研究表明，PML-RARα還可以和造血特異性的轉(zhuǎn)錄因子PU.1相互作用，從而抑制這一髓系細胞發(fā)育分化至關(guān)重要的轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用，干擾了PU.1靶基因的正常的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用[13]。

2.3 PML-RARα通過招募表觀修飾蛋白從而對DNA或者組蛋白進行表觀修飾來調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄

PML-RARα融合蛋白結(jié)合在RARE上，形成致密的染色體結(jié)構(gòu)，以至于生理濃度的ATRA不能發(fā)揮正常功能，從而相應(yīng)靶基因的導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄抑制[9]。并且，PML-RARα通過具有DNA甲基轉(zhuǎn)移酶活性（DNMTs）和組蛋白去乙?；富钚裕℉DACs），能夠異常地招募轉(zhuǎn)錄抑制復(fù)合體，從而阻滯血系細胞的正常分化[1]。Martens et al小組的研究表明，PML-RARα結(jié)合位點周圍有很高的乙?；潭?，并且經(jīng)過ATRA作用之后，乙酰化程度發(fā)生顯著改變[7]。這些說明PML-RARα可以對靶基因進行表觀修飾，從而抑制基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。

2.4 通過調(diào)控microRNA，間接干擾基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控

Micro RNA（miRNA）是一些長度大概為22nt的非編碼RNA，能夠調(diào)控很多在細胞生命中具有重要功能的基因的轉(zhuǎn)錄。研究表明，在APL中，PML-RARα能夠抑制一些miRNA的轉(zhuǎn)錄。而這些miRNA的表達受到影響，又間接影響了在白血病發(fā)生中具有重要功能的基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控[10]。

綜上所述，PML-RARα是APL的重要致病因子，參與APL的發(fā)生目前認為主要是通過異常的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制。雖然目前的研究已經(jīng)從多方面闡明了它的調(diào)控機制，但是還有很多其具體作用機制還是不清楚的，到底是直接作用還是間接作用也是不清楚的。但隨著更多新技術(shù)手段的開發(fā)與發(fā)展，將會對進一步揭示PML-RARα的作用機制起到很大的推進作用。

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