TET2基因與白血病研究進(jìn)展

王敬毅郝建國崔 興王東隸張 倩王 琰劉 奎徐瑞榮

·綜 述·

TET2基因與白血病研究進(jìn)展

王敬毅1郝建國2崔 興1王東隸1張 倩1王 琰1劉 奎1徐瑞榮1

TET2；白血??；研究進(jìn)展

急性白血病的發(fā)病機(jī)制至今仍無法完全闡明，然而基因突變與白血病的發(fā)生有著密切聯(lián)系。此外隨著對(duì)表觀遺傳學(xué)研究的深入，基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化狀態(tài)也日益受到重視。TET2基因作為一種抑癌基因，在血液腫瘤疾病中該基因突變很常見，同時(shí),該基因具有促進(jìn)DNA去甲基化的功能。深入研究TET2基因生物學(xué)功能對(duì)研究白血病的發(fā)病機(jī)制及探索白血病治療有一定意義。

1 TET基因家族

人TET基因家族包含T ET1、TET2、TET3，在染色體t（10；11）（q22；q23）易位的部分急性髓系白血?。ˋML）患者中發(fā)現(xiàn)TET1與組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶（MLL）基因融合，故因此而命名。之后研究發(fā)現(xiàn)TET1同源基因TET2與TET3。通過對(duì)TET基因家族的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)其羧基端含有的2-氧化戊二（2-OG）和Fe2+依賴的雙加氧酶（2-OG-Fe2+氧化酶）催化活性結(jié)構(gòu)域[1]，此酶的活性介導(dǎo)5甲基胞嘧啶（5mC）氧化為5羥甲基胞嘧啶（5hmC），致DNA去甲基化，因此這類酶也被稱作為DNA5mC羥化酶。研究[2-3]顯示，TET基因家族在催化5mC轉(zhuǎn)變?yōu)?hmC后，還可以進(jìn)一步的催化5hmC轉(zhuǎn)變?yōu)?-甲?；奏ず?-羧甲基胞嘧啶，然后經(jīng)過DNA損傷修復(fù)機(jī)制從而導(dǎo)致DNA的去甲基化。

2 TET2基因

TET2基因于2008年第一次報(bào)道在骨髓增殖性疾病中后該基因的突變?cè)趷盒匝翰≈械淖饔镁驮絹碓绞艿街匾?。TET2位于急性髓系白血病伴隨的染色體其他易位的斷裂點(diǎn)4q24上，這一些易位包括：t（3；4）（q26；q24）、t（4；5）（q24；p16）、t（4；7）（q24；q21）和del（4）（q23；q24）。TET2突變范圍跨越急性和慢性骨髓惡性疾病。研究顯示，這些4q24重排常發(fā)生于髓系和淋系多能祖細(xì)胞。TET2酶活性可催化DNA的5mC轉(zhuǎn)換為5hmC，從而使DNA去甲基化。研究發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)性敲除TET2催化活性結(jié)構(gòu)域的小鼠中，骨髓、脾、肝、腎等多個(gè)器官基因組5hmC消失。

2.1 TET2與機(jī)體正常造血調(diào)控關(guān)系密切 研究[4]顯示，針對(duì)小鼠造血干/祖細(xì)胞（HSPCs）進(jìn)行TET2基因敲除后，其具有明顯擴(kuò)增的特點(diǎn)。體內(nèi)小鼠造血干細(xì)胞（TET2-/-HSC）造血重塑能力增強(qiáng)，體外TET2-/ -HSC分化受限。MORAN等[5]報(bào)道，TET2缺失的小鼠HSC自我更新的能力增加、髓系增生以及髓外造血能力增加。小鼠TET2酶的活性失活會(huì)導(dǎo)致早晚期造血受阻，髓系與淋巴系分化障礙[6]。研究[7]報(bào)道，敲除人臍血CD34+細(xì)胞TET2基因時(shí)，細(xì)胞易于發(fā)生粒單核祖細(xì)胞分化，但終末粒系分化減少，單核細(xì)胞增加，紅系與淋巴系分化均受阻。據(jù)此推斷，TET2基因是造血干細(xì)胞自我更新以及自我分化的一個(gè)重要的調(diào)節(jié)者，正常的造血干細(xì)胞分化成熟依賴于TET2基因的表達(dá)。另一方面，TET2表達(dá)缺陷出現(xiàn)時(shí)，HSPCs出現(xiàn)增殖能力增強(qiáng)和細(xì)胞分化受阻，提示TET2功能丟失可能與造血干細(xì)胞轉(zhuǎn)化有關(guān)。

2.2 TET2基因與DNA去甲基化 高等真核細(xì)胞DNA甲基化主要為胞嘧啶（C）甲基化，即形成5-甲基胞嘧啶（5mC）。5mC轉(zhuǎn)換為C即為DNA去甲基化。細(xì)胞DNA甲基化/去甲基化處于一種動(dòng)態(tài)的平衡，以調(diào)節(jié)基因表達(dá)。DNA甲基化主要由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）催化，然而DNA去甲基化的機(jī)制一直都比較神秘，直到發(fā)現(xiàn)TET蛋白的去甲基化功能--TET基因家族可催化5mC氧化為5-羥甲基胞嘧啶（5hmC）[8-9]，然后細(xì)胞將進(jìn)一步利用主動(dòng)或被動(dòng)去甲基化機(jī)制致DNA去甲基化。最新研究[10]發(fā)現(xiàn)，維生素C可以作為TET酶的輔因子從而促進(jìn)5-hmC的生成，提示維生素可促進(jìn)主動(dòng)去甲基化酶的表達(dá)從而促進(jìn)主動(dòng)去甲基化過程。

3 TET2基因的調(diào)節(jié)

研究[11]表明，IDAX捆綁DNA序列通過CXXC區(qū)在基因啟動(dòng)子非甲基化中豐富存在，不直接影響加雙氧酶的活性而激活capases使TET2蛋白分裂降解。IDAX也被稱為CXXC4結(jié)構(gòu)域，發(fā)源于TET2基因祖先裂解過程中與TET2基因催化區(qū)相互作用，能夠促進(jìn)蛋白的降解，通過caspases束縛基因組DNA的表達(dá)。CXXC5（也被稱為RINF）與髓系分化和骨髓惡性腫瘤有關(guān)的蛋白也能夠促進(jìn)TET2降解[12]。更深入的研究將會(huì)指出IDAX[13]或CXXC5任何一方在腫瘤細(xì)胞表達(dá)的改變將會(huì)影響TET2表達(dá)水平以及基因表達(dá)外遺傳控制。這種調(diào)節(jié)模式可以解釋5-hmc在組織特異性的不同分布和在組織分化，腫瘤轉(zhuǎn)化性，環(huán)境暴露等方面的動(dòng)態(tài)變化。此外，TET蛋白通過與EBF1（early B-cell factor 1）相互作用控制去甲基化。維生素C能夠與TET酶的羧基端和催化區(qū)相互作用，能夠促進(jìn)TET基因的折疊和二價(jià)鐵的循環(huán)利用。近期研究發(fā)現(xiàn)，小RNA（micro-RNA，miR-22）能夠調(diào)節(jié)TET2基因的表達(dá)[14]。

4 TET2基因突變與白血病

細(xì)胞、分子遺傳異常是AML的致病基礎(chǔ)。AML約60%具有克隆性染色體數(shù)量和結(jié)構(gòu)異常，更多患者存在著與細(xì)胞增生、生存或分化調(diào)節(jié)有關(guān)的基因突變或表達(dá)異常[15]。TET蛋白基因突變或結(jié)構(gòu)異常與造血系統(tǒng)惡性密切相關(guān)[16]。其突變多發(fā)生于基因外顯子3和11，有缺失、插入、無義、錯(cuò)義等類型，突變后常產(chǎn)生截?cái)嗟鞍讓?dǎo)致TET2酶活性丟失。TET2在白血病發(fā)生中主要表現(xiàn)為抑癌基因功能，可抑制HSPC異常自我更新，當(dāng)其功能丟失時(shí)可能參與急性髓白血病和其他髓性增殖性疾病發(fā)生。臨床上含TET2突變的白血病或淋巴瘤常合并DNMT3A和JAK2等基因的突變，提示白血病形成的不同階段，TET2可能連同其他基因的異常一起共同作用導(dǎo)致白血病的發(fā)生[17]。

研究發(fā)現(xiàn)，在多個(gè)急性髓系白血病（AML）患者中鑒定出存在TET1與組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶MLL基因融合的現(xiàn)象[18]。另一項(xiàng)研究對(duì)多種血液腫瘤的3種TET蛋白進(jìn)行了測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)TET2突變最為常見，而TET1和TET3基因基本未見突變。TET2在MPN中突變率為7.6%，慢性粒單核細(xì)胞白血病為42%，AML為12%。Tefferi等[19]采用高流量DNA序列分析來檢測(cè)骨髓DNA中TET2突變情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)7例繼發(fā)性AML（5例繼發(fā)于MDS，2例繼發(fā)于MDS/MPN和CMML）中有3例出現(xiàn)TET2突變，與CMML（20%）、MPN（13%）、SM（29%）相比，有更高的的突變率。5例原發(fā)性AML中，包括M7（2例）、M6（1例）、M3（1例），其中AML-M3患者有TET2突變。該研究還指出，TET2突變能和其他致病相關(guān)的（或潛在相關(guān)的）突變共存，包括PML-RARA、MPLW 515L、JAK2-V617F2或KITD816V。Nibourel等[20]對(duì)111例AML患者進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，111例完全緩解的AML患者中有19例（17%）存在TET2突變，36例沒有完全緩解的AML患者中有19例（10%）檢測(cè)到TET2突變。在111例完全緩解的患者中，TET2突變僅與NPM1突變有一定關(guān)系與其他臨床特征無關(guān)。Metreler等[21]對(duì)427例AML患者進(jìn)行TET2突變檢測(cè)發(fā)現(xiàn)23%的患者存在TET2基因突變，與年齡、出診時(shí)高白細(xì)胞數(shù)量有一定關(guān)系，得出結(jié)論是存在TET2突變的AML患者預(yù)后不良，在治療上需要采取其他措施；研究還發(fā)現(xiàn)發(fā)生TET2基因與無事件生存率，緩解率成負(fù)相關(guān)。

5 小結(jié)

自從2008年首次報(bào)道TET2在MPN中表達(dá)以來，該基因突變?cè)趷盒匝翰≈械淖饔迷絹碓绞艿街匾?，大量研究表明該基因突變?yōu)榘籽☆A(yù)后差的指標(biāo)，在治療上需要采取其他措施；研究還發(fā)現(xiàn)發(fā)生TET2基因與無事件生存率，緩解率成負(fù)相關(guān)。但關(guān)于TET2基因去甲基化作用與白血病的研究還面臨諸多問題，如TET2酶活性及其所催化形成的5hmC調(diào)控機(jī)體造血的具體分子機(jī)制并不清楚；TET2突變后白血病相關(guān)基因甲基化情況的改變；TET2基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)與白血病發(fā)生有何關(guān)系，為進(jìn)一步澄清這些問題，系統(tǒng)深入的研究是必需的。

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（收稿：2014-10-24 修回：2015-01-05）

山東省醫(yī)藥衛(wèi)生科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（No.2013ws0249）

1山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院血液科（濟(jì)南250014）；2濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總醫(yī)院外二科（濟(jì)南250014））

徐瑞榮，Tel：0531-68616014；E-mail：xrr18@sina.com.cn