Aiolos在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用及其機制▲

賀高峰 金俊飛 黃國錦

(桂林醫(yī)學院附屬醫(yī)院，桂林市 541001，E-mail：1193200293@qq.com)

綜 述

Aiolos在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用及其機制▲

賀高峰 金俊飛 黃國錦

(桂林醫(yī)學院附屬醫(yī)院，桂林市 541001，E-mail：1193200293@qq.com)

Aiolos是Ikaros家族成員中的一類轉(zhuǎn)錄因子，由鋅指結(jié)構(gòu)組成，主要在淋巴組織中表達，通過與其他轉(zhuǎn)錄因子、相關(guān)基因調(diào)控原件及其他相關(guān)蛋白的相互作用，以染色質(zhì)重塑的方式在造血細胞、淋巴細胞的生長分化、轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮功能。Aiolos也在多種腫瘤中表達。本文就Aiolos在人類惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中的作用及機制作一綜述。

腫瘤；Aiolos；作用機制；綜述；肺癌；白血病；乳腺癌；轉(zhuǎn)錄因子

腫瘤是威脅人類健康的主要疾病。從分子水平研究腫瘤發(fā)病機理是生物醫(yī)學領(lǐng)域的研究熱點之一。由于癌基因的激活以及抑癌基因的抑制，引起細胞增殖和凋亡等特性的改變，最終導致組織及器官中腫瘤發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移。近些年，研究者發(fā)現(xiàn)Aiolos通過抑制黏附相關(guān)基因表達，造成細胞的非錨定狀態(tài)，促進轉(zhuǎn)移和擴散。Aiolos還可以通過調(diào)控相關(guān)基因的表達影響細胞凋亡。因而，Aiolos的異位表達與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。本文將綜述相關(guān)方面的研究進展。

1 Aiolos概述

Aiolos是Ikaros家族成員中的一類轉(zhuǎn)錄因子，由Ikaros家族鋅指蛋白3(Ikaros family zinc finger 3，IKZF3)基因所編碼。與其他Ikaros家族成員一樣，Aiolos具有兩套高度保守的鋅指(zinc finger，ZF)結(jié)構(gòu)，其中一套(ZF1-4)位于N端，其功能是介導與特定DNA序列GGAAA結(jié)合；另一套(ZF5-6)位于C端，其主要功能是介導同源二聚體及異源二聚體的形成，或通過與其他轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的相互作用而發(fā)揮作用[1]。由于IKZF3基因表達過程中存在選擇性剪切，導致產(chǎn)生至少16種不同的Aiolos亞型。這些亞型可以分為兩類，一類是在其N端具有至少3個ZF，能與DNA結(jié)合，另一類是其N端ZF少于3個，不能與DNA結(jié)合。不與DNA結(jié)合而形成二聚體的亞型，可以發(fā)揮顯性負性調(diào)控因子作用[2]。這些亞型既有不同的胞內(nèi)定位，還可通過相互作用改變其他Ikaros家族成員的胞內(nèi)定位[3]。Aiolos主要是通過招募染色質(zhì)修飾因子如核小體結(jié)構(gòu)脫乙酰酶復合物等至DNA處發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用[4]。Aiolos能與Ikaros形成二聚體，調(diào)控靶基因的表達[5]。在正常情況下，Aiolos在外周血淋巴細胞、脾臟及胸腺組織中表達，參與淋巴細胞發(fā)育調(diào)控[6]。

Aiolos在淋巴細胞生長發(fā)育的各個階段均有表達，在淋巴細胞發(fā)育的早期階段就可檢測到Aiolos的存在，隨后，Aiolos的表達水平升高，在淋巴細胞成熟階段其表達水平達到高峰[7]。Aiolos可促進早期B淋巴細胞的生長發(fā)育，且對晚期淋巴細胞的生長有著重要的作用[8]。在小鼠T細胞系TS1αβ中，Aiolos能夠通過與大鼠肉瘤(rat sarcoma，Ras)蛋白相互作用發(fā)揮抗凋亡功能[9]。白細胞介素-4可以誘導Aiolos的酪氨酸磷酸化，促使其與B淋巴細胞瘤-xL(B-cell lymphoma-xL，Bcl-xL)分離[10]。在Aiolos缺失的小鼠模型中，前B細胞和非成熟B細胞數(shù)量會增加，這些細胞是由于B細胞受體信號增強而出現(xiàn)超活化，從而導致自發(fā)產(chǎn)生自體抗體、細胞過度增殖，并發(fā)展為B細胞淋巴瘤[7]。

2 Aiolos的表達與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

研究顯示，Aiolos在白血病、淋巴瘤以及其他實體瘤組織中的表達會發(fā)生變化[11]。在多種惡性實體瘤細胞系中發(fā)現(xiàn)了Aiolos的存在，如乳腺癌細胞系巨噬細胞趨化因子-7、結(jié)腸癌細胞系SW480、人胚腎細胞HEK、前列腺癌細胞系PC3和宮頸癌細胞系HeLa等[12]。在乳腺癌細胞系BT474中，Aiolos的異位表達是由于囊泡相關(guān)膜蛋白相關(guān)蛋白B [(vesicle-associated membrane protein)-associated protein B and C，VAPB]基因-IKZF3的融合導致了Aiolos的轉(zhuǎn)錄被VAPB啟動子所控制[13]。另外，有學者通過對人類組織廣泛的生物信息學分析后發(fā)現(xiàn)Aiolos在一些乳腺癌組織樣本中的表達上調(diào)[14]。臨床用于治療多發(fā)性骨髓瘤的藥物泊馬度胺可以通過與CRBN(cereblon)泛素連接酶結(jié)合，促進該酶招募Aiolos，激發(fā)Aiolos泛素化，并最終使Aiolos被降解[15-16]，因此泊馬度胺有可能成為臨床治療Aiolos高表達腫瘤的候選藥物。

2.1 Aiolos的表達在肺癌發(fā)生與發(fā)展中的作用 調(diào)查顯示，肺癌的發(fā)病率及死亡率在我國男性人群中均居第一位，在女性人群中均居第二位[17]，所以研究肺癌發(fā)病的分子機制有著格外重要的意義。Li等[11]分析了Aiolos在肺癌組織和癌旁組織中的表達，發(fā)現(xiàn)癌旁組織的正常肺上皮細胞中以及癌組織的間質(zhì)細胞中均無Aiolos表達，而在小細胞肺癌細胞和非小細胞肺癌細胞中都檢測到Aiolos的表達，且量化的斑點染色分析結(jié)果顯示，Aiolos在小細胞肺癌細胞中表達的更高，Aiolos的表達水平與肺癌患者的總體預后呈負相關(guān)。同時，生存分析結(jié)果提示Aiolos的表達水平是評估早、中期非小細胞肺癌患者預后的有效指標[11]。Li等[11]進一步在A549細胞系中上調(diào)Aiolos的表達，發(fā)現(xiàn)Aiolos通過抑制細胞黏附相關(guān)基因，包括緊密連接蛋白(claudin，CLDN)1、 CLDN2、整合素(integrin，ITG)B3、 ITGB6、 ITGAV、 ITGA5和血管黏附分子1基因的表達，破壞細胞之間以及細胞與基質(zhì)之間的黏附，從而造成細胞的非錨定狀態(tài)，繼而通過抑制p66shc的轉(zhuǎn)錄而發(fā)揮抵抗失巢凋亡的作用；此外，Aiolos的表達與p66shc表達呈負相關(guān)，即在人肺癌中Aiolos抑制了p66shc的表達[11]。而p66shc是含Src 同源結(jié)構(gòu)域2轉(zhuǎn)化蛋白1 基因的表達產(chǎn)物，它能抑制生長因子信號通路，抑制Ras蛋白和Ras相關(guān)的C3肉毒素底物1蛋白，為失巢凋亡所必需[18]。動物實驗也證實p66shc是癌轉(zhuǎn)移的強有力的抑制因子[18]。總之，在肺癌發(fā)生發(fā)展過程中，Aiolos的表達一方面抑制了細胞黏附相關(guān)基因的表達，另一方面抑制失巢凋亡的重要因子p66shc的表達，并且使上皮細胞獲得與造血細胞一樣的轉(zhuǎn)移特性，從而促進癌細胞的轉(zhuǎn)移和擴散。另外，Aiolos能顯著誘導趨化因子受體4(chemokine receptor 4，CXCR4)的表達，而CXCR4在引導造血細胞進入骨髓、淋巴結(jié)、肺以及其他血管床中起作用，且轉(zhuǎn)移的實體瘤細胞也往往經(jīng)由同樣的途徑擴散。已有研究發(fā)現(xiàn)CXCR4表達上調(diào)對維持肺癌細胞A549的干細胞性至關(guān)重要[19]。

上述研究結(jié)果提示，Aiolos具有促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移的特性，它既可以作為肺癌預后的預測因子，也可能成為肺癌的一個潛在治療靶點。

2.2 Aiolos的表達在血液系統(tǒng)腫瘤中的作用 近年的研究顯示，Ikaros家族成員在細胞中的異常表達與惡性腫瘤的發(fā)生有關(guān)，在很多淋巴瘤和白血病中就發(fā)現(xiàn)了Ikaros的存在[20-22]。Aiolos作為Ikaros家族中的一員，其不同剪接體在許多的血液腫瘤中過表達[23]。Billot等[24]在慢性淋巴細胞白血病(chronic lymphocytic leukemia，CLL)中發(fā)現(xiàn)，Aiolos啟動子旁的染色質(zhì)狀態(tài)是由DNA的去甲基化和組蛋白分子在該染色質(zhì)區(qū)域的聚集所共同決定。這些表觀遺傳標志會允許其上游效應器，如核因子κB，組成性激活，從而進入啟動子結(jié)構(gòu)域，導致Aiolos的表達上調(diào)[24]。為了確定Aiolos在CLL中的異常表達所造成的影響，他們比較了Aiolos過表達和表達下調(diào)兩種情況對細胞凋亡的影響，發(fā)現(xiàn)Aiolos通過調(diào)控一些B淋巴細胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族成員來參與細胞生長的調(diào)控[24]。這些結(jié)果說明，通過表觀遺傳修飾所導致的Aiolos的異常表達可能是CLL的標志[24]。而Duhamel等[23]為了評估Aiolos的不同亞型的作用，分析了Aiolos的不同亞型在慢性B細胞性白血病和其他的一些B細胞淋巴瘤的分布與表達，發(fā)現(xiàn)在正常和惡性的B細胞中表達的Aiolos超過80%是hAio1型。在CLL患者的B細胞中，Aiolos轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的過表達與zeta鏈相關(guān)蛋白-70和免疫球蛋白重鏈可變區(qū)突變狀態(tài)等預后因子無關(guān)[23]。有關(guān)CLL的一些研究表明了表觀遺傳修飾是調(diào)控Aiolos表達的重要因素，并且通過調(diào)控Bcl-2家族成員來影響細胞的生存[24]。最近有學者發(fā)現(xiàn)，在白血病細胞系Nalm-6中，通過慢病毒系統(tǒng)上調(diào)Aiolos的表達，Aiolos能夠下調(diào)人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因的表達水平，并增加蛋白激酶B的表達和磷酸化水平，從而減少白血病細胞的死亡以及改善患者的生存率[25]。在Jurkat白血病細胞中，Aiolos可抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB的活性，并且Aiolos通過與Janus激酶2/信號轉(zhuǎn)導與轉(zhuǎn)錄激活因子3信號通路的相互作用來上調(diào)P21和P27的表達以及抑制細胞周期蛋白D3基因和S期激酶相關(guān)蛋白2基因的表達，促進白血病細胞的凋亡[26]。

2.3 Aiolos的表達在乳腺癌中的作用 乳腺癌是全球范圍內(nèi)女性常見的惡性腫瘤之一，也是導致癌癥死亡的一個重要因素，且一半以上的乳腺癌新增病例和死亡病例都在發(fā)展中國家[27]。

在白血病、淋巴瘤和肉瘤中，致癌基因與其他基因形成融合基因從而被激活是一種比較常見的現(xiàn)象，比如斷裂點簇集區(qū)(breakpoint cluster region，BCR)與艾貝爾遜白血病病毒(Abelson leukemia virus，ABL)形成融合基因BCR-ABL在慢性骨髓白血病中被激活[28]，間變性淋巴瘤酶( anaplastic lymphoma kinase，ALK)與棘皮動物微管相關(guān)類蛋白4( echinoderm microtubule-associated protein-like 4，EML4)形成融合基因EML4-ALK在肺癌中被激活[29]。這些結(jié)果都提示融合基因在細胞癌的發(fā)展中可能扮演了一個重要的角色。Sircoulomb等[30]的研究表明Aiolos編碼基因IKZF3大多是在表皮生長因子受體2(epithelial growth factor receptor 2，ERBB2)擴增子的端粒中斷處。但Edgren等[13]通過RNA雙端測序技術(shù)，在乳腺癌細胞中發(fā)現(xiàn)了VAPB-IKZF3這個新的融合基因。融合基因VAPB-IKZF3是由于t(17；20)(q12；q13)的易位而造成，包括VAPB的啟動子部分和IKZF3基因編碼Aiolos C端的部分[13]。在通過小分子RNA干擾實驗敲除了融合基因中IKZF3基因的表達后，發(fā)現(xiàn)癌細胞的生長受到了抑制[13]。IKZF3僅以融合基因轉(zhuǎn)錄物形式檢出，這表明靜息的基因是通過融合而被激活。在BT-474細胞中，小干擾RNA沉默VAPB-IKZF3使VAPB-IKZF3表達減少80%，并顯著地抑制了細胞生長[13]。這表明乳腺導管癌細胞BT-474的生長依賴于VAPB-IKZF3的表達[13]。然而，關(guān)于Aiolos在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的具體功能機制尚需要更深入地研究。

3 小 結(jié)

Aiolos異常表達于肺癌、血液系統(tǒng)腫瘤和乳腺癌等多種人類惡性腫瘤中，并對其發(fā)生發(fā)展有著重要的作用。隨著人們對Aiolos認識的深入，Aiolos的生物學功能及其在腫瘤發(fā)生進程中的作用將得到更深入的研究，Aiolos有可能成為新穎的腫瘤標志物及治療靶點。

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廣西高校“百人計劃”項目(2014)

賀高峰(1990～)，男，在讀碩士研究生，研究方向：肝膽外科基礎(chǔ)與臨床。

金俊飛(1968～)，男，博士，研究員，研究方向：神經(jīng)鞘脂與相關(guān)疾病，E-mail：changliangzijin@163.com。

R 73

A

0253-4304(2016)09-1282-04

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.09.26

2016-03-21

2016-05-30)

通信作者：黃國錦(1969～)，男，博士，教授，研究方向：信號轉(zhuǎn)導與疾病機制，E-mail：1507959392@qq.com。