MLLT6在白血病中的研究進(jìn)展

李毅鵬 張鑫宇 呂涵檸 綜述 孫立春 審校

MLLT6又稱AF17基因，位于17號染色體長臂2區(qū)1帶(17q21)，最初在白血病中被證實為參與11q23異常表達(dá)的被克隆修飾的伙伴基因[1]。MLLT6基因可編碼細(xì)胞核中包含1093個氨基酸的蛋白質(zhì)。MLLT6和AF10、BR140、秀麗隱桿線蟲CEZF蛋白都屬于小家族蛋白，具有很高的同源性[2]。這些蛋白都含有兩個固定的高度同源結(jié)構(gòu)域：一個位于MLL融合點3′端的亮氨酸二酯化二聚體基序；另一個是N末端植物同源指狀結(jié)構(gòu)域(PHD)。PHD結(jié)構(gòu)域存在于多種真核蛋白中，富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域。MLLT6蛋白最顯著的特征是亮氨酸拉鏈蛋白二聚化基序，很多轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子和一些染色質(zhì)相關(guān)蛋白都存在亮氨酸拉鏈。因此MLLT6被認(rèn)為是一種轉(zhuǎn)錄因子，受染色質(zhì)介導(dǎo)的基因調(diào)控機(jī)制調(diào)節(jié)。MLLT6主要作用在細(xì)胞周期G2/M，調(diào)控細(xì)胞增殖。同時MLLT6可與MLL基因發(fā)生融合形成融合基因，表達(dá)具有致癌潛力的融合蛋白，參與白血病的發(fā)生發(fā)展。本文就MLLT6及MLL-MLLT6在白血病中的作用及功能進(jìn)行簡單闡述[1-4]。

1 MLLT6的生理功能

MLLT6可以增加ENaC轉(zhuǎn)錄，使編碼ENaC和其他幾種轉(zhuǎn)錄醛固酮的調(diào)節(jié)基因的表達(dá)增多，從而升高血壓并維持其穩(wěn)定[5-8]。MLLT6介導(dǎo)的血壓調(diào)節(jié)在很大程度上是通過對ENaC的調(diào)控作用從而實現(xiàn)的。ENaCα亞基(ENaCα)的轉(zhuǎn)錄是有功能的ENaC形成的限速步驟。MLLT6通過減弱Dot1a-AF9介導(dǎo)的抑制作用從而促進(jìn)ENaC轉(zhuǎn)錄[6]。Dot1蛋白與基因調(diào)控、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)、細(xì)胞增殖、分化、發(fā)育及血壓調(diào)節(jié)相關(guān)[9-10]，Dot1a是Dot1蛋白最經(jīng)典的可變剪接變體[11]。Dot1a-AF9復(fù)合物與ENaCα啟動子的特定亞區(qū)域直接結(jié)合，調(diào)節(jié)靶向組蛋白H3K79高甲基化抑制ENaCα轉(zhuǎn)錄。同時MLLT6與AF9競爭結(jié)合醛固酮信號通路中的Dot1復(fù)合體，拮抗ENaCα啟動子的表達(dá)調(diào)節(jié)血壓。MLLT6部分或完全促進(jìn)Dot1a核輸出，降低Dot1a核表達(dá)，減弱Dot1a-AF9對ENaCα和其他靶基因的轉(zhuǎn)錄抑制促進(jìn)ENaC轉(zhuǎn)錄[6，8，12]。在正常的腎臟中可檢測到MLLT6廣泛表達(dá)，表明它可能在維持腎臟基本生理功能上發(fā)揮重要作用[2]。Zhang等[2]建立一個MLLT6突變小鼠模型，發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)中，從胚胎早期到成年階段均觀察到MLLT6的表達(dá)，這表明MLLT6可影響神經(jīng)元增殖和分化。

2 MLLT6與白血病

MLLT6最初是在白血病中被鑒別和分離出來，但其對于人體造血功能的影響并未被研究清楚，對于白血病的發(fā)生及發(fā)展機(jī)制也并未研究明白[2]。目前研究發(fā)現(xiàn)野生型MLLT6可參與白血病的發(fā)生，MLL-MLLT6融合亦被證明與白血病相關(guān)。

2.1 MLLT6促進(jìn)H3K79過甲基化促進(jìn)白血病發(fā)展

組蛋白甲基化是表觀遺傳學(xué)修飾的一種，可調(diào)節(jié)基因表達(dá)。H3K79甲基化對染色質(zhì)區(qū)域的建立和維持至關(guān)重要，對于調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)、轉(zhuǎn)錄等十分重要[13-14]。MLLT6可作為多聚體DOT1L復(fù)合物的亞基，也可作為超級延長復(fù)合物(SEC)的一部分調(diào)節(jié)H3K79甲基化。MLLT6參與構(gòu)成的DotCom復(fù)合物，也被證明通過促進(jìn)H3K79甲基化，激活Wnt信號通路，促進(jìn)白血病的發(fā)生發(fā)展。

2.1.1 MLLT6作為多聚體DOT1L復(fù)合物的亞基調(diào)節(jié)H3K79甲基化 在發(fā)生MLL融合的AML患者中，MLL的伙伴基因如MLLT6等，可以異常招募端粒沉默樣阻斷蛋白(DOT1L)到染色質(zhì)上，催化MLL基因上的組蛋白H3第79位賴氨酸(H3K79)位點發(fā)生過甲基化[14]。DOT1L是催化H3K79甲基化的唯一組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶，DOT1L異常招募到靶基因上可促進(jìn)白血病發(fā)生[15-16]。MLLT6是介導(dǎo)H3K79甲基化多聚體DOT1L復(fù)合物的亞基，可通過DOT1L復(fù)合物中的PHD結(jié)構(gòu)域-鋅指-PHD結(jié)構(gòu)域(PZP)模塊，識別未修飾的H3K27和跨越氨基酸22至27的H3區(qū)域。MLLT6在肽和核小體上與H3相互作用，通過共價修飾抑制H3K27的甲基化，使未修飾的H3K27與H3K79甲基化相結(jié)合，H3K79發(fā)生過甲基化[17-18]。H3K79過甲基化激活HOX基因表達(dá)，HOX基因的異常表達(dá)可使造血細(xì)胞分化成熟障礙，導(dǎo)致白血病的發(fā)生。目前認(rèn)為DOT1L可作為MLL重排白血病的潛在治療靶點，DOT1L的靶向抑制藥物EPZ-5676已通過I期臨床試驗證明其有扭轉(zhuǎn)白血病基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)的能力[16，19]。進(jìn)一步研究MLLT6與DOT1L之間的作用機(jī)制，對白血病的病因及治療會有更進(jìn)一步的理解。

2.1.2 MLLT6作為超級延長復(fù)合物的一部分調(diào)節(jié)H3K79甲基化 MLLT6是一種核蛋白，屬于超級延長復(fù)合物(SEC)的一部分，參與了轉(zhuǎn)錄延伸過程[20-21]。SEC的功能是調(diào)節(jié)RNA聚合酶Ⅱ的釋放從而進(jìn)行有效延伸[22]。轉(zhuǎn)錄延伸復(fù)合物增強(qiáng)了Dot1介導(dǎo)的H3K79甲基化，SEC的異常激活，可促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的定向分化，促進(jìn)白血病的發(fā)生發(fā)展[23-24]。Dot1催化H3K79甲基化必須有包括MLLT6在內(nèi)的多種MLL融合伴侶參與[16，18]。有研究報道Dot1介導(dǎo)的染色質(zhì)修飾對于發(fā)生MLL重排的白血病至關(guān)重要[25]。但是MLLT6與SEC之間的調(diào)節(jié)機(jī)制目前尚未研究清楚，針對MLLT6的研究可能對于轉(zhuǎn)錄延伸的機(jī)制有進(jìn)一步的理解。

2.1.3 建立含MLLT6的DotCom復(fù)合物調(diào)節(jié)H3K79甲基化 Mohan等[25]通過由Dot1、MLLT6、AF10、β-Catenin等組成的新型含Dot1復(fù)合物(DotCom)證明了H3K79三甲基化與Wnt信號通路之間的特定聯(lián)系。DotCom是有活性的H3K79 HMTase，具有酶促活性，可催化H3K79甲基化。在果蠅中研究發(fā)現(xiàn)，只有特定形式的甲基化-H3K79三甲基化，才可以激活Wnt信號，調(diào)控Wnt靶基因轉(zhuǎn)錄。H3K79三甲基化水平的降低致Wingless靶基因表達(dá)缺陷，使Wingless靶基因亞型的表達(dá)減少。Wnt信號通路對于造血干細(xì)胞的自我更新非常重要，可維持正常的造血功能。除此之外，Wnt通路對于造血細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化也有一定的作用，在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中?？煽吹絎nt通路的異?；罨痆26-27]。β-Catenin在Wnt通路中至關(guān)重要，可激活Wnt/Wg靶基因的表達(dá)，參與造血系統(tǒng)的形成及多種細(xì)胞的發(fā)育、分化和增殖[28-29]。當(dāng)β-Catenin與端粒酶等調(diào)節(jié)Wnt通路靶基因轉(zhuǎn)錄的蛋白相互作用時，必須有DotCom參與Wingless表達(dá)，才可上調(diào)Wnt靶基因的表達(dá)，最終促進(jìn)白血病的發(fā)生發(fā)展[25]。

目前基因芯片技術(shù)已經(jīng)證明MLLT6是Wnt/β-Catenin信號通路的下游基因[30]，但對于MLLT6在Wnt/β-Catenin信號通路的具體調(diào)控機(jī)制還需進(jìn)一步的研究。明確MLLT6在Wnt通路中的角色，未來有可能作為該通路的靶向基因，對于白血病的靶向治療產(chǎn)生巨大的影響。

2.2 MLL-MLLT6融合基因與白血病的關(guān)系

急性白血病常與特異性基因融合相關(guān)，其中最重要的標(biāo)志是染色體易位[31-32]。MLLT6可與MLL基因發(fā)生融合，以MLL-MLLT6融合基因形式參與白血病的發(fā)生發(fā)展。MLL(Mixed lineage leukemia)基因位于11號染色體長臂2區(qū)3帶(11q23)，片段大小為92 kb，至少包括36個外顯子。該基因編碼一種由3958-4005種氨基酸組成的相對分子量大約在500 kDa的核蛋白。該蛋白正向調(diào)節(jié)早期胚胎發(fā)育和造血分化，任何類型的變異都將導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化[20，32]。MLL基因較易發(fā)生易位，導(dǎo)致MLL基因與各種伙伴基因融合[33]。目前發(fā)現(xiàn)MLL與AF9、AF10和MLLT6在內(nèi)的82個伙伴基因結(jié)合后形成融合基因，表達(dá)具有致癌潛力的融合蛋白[2]。目前推測MLL-MLLT6融合蛋白由AT鉤、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶、MLL的CXXC鋅指結(jié)構(gòu)域、高度保守的八肽和亮氨酸拉鏈二聚體基序組成[4]。

通過分析從384名兒童和376名成人白血病患者獲得的發(fā)生MLL重排的活檢樣本在分子水平上的特征，發(fā)現(xiàn)兒童中有2位AML患者發(fā)生MLL-MLLT6融合，成人中有6位AML患者發(fā)生MLL-MLLT6融合[34]。另一項研究從433例AML患者隊列中，通過RT-PCR檢測到MLL-MLLT6陽性率僅為0.69%，屬于t(11；17)(q23；q21)易位中較為罕見的一種[35]。同時有研究證明MLL-MLLT6融合在兒童和成人AML中多見，但較少發(fā)生在嬰兒白血病中[4]。

Strehl等[4]在6個MLL-MLLT6型白血病且FISH陽性的病例中，進(jìn)行融合基因特異性RT-PCR實驗，發(fā)現(xiàn)MLL序列可以同MLLT6不同剪接體的不同位置發(fā)生融合。同時他們也發(fā)現(xiàn)了MLL-MLLT6融合基因?qū)е掳籽“l(fā)生異常轉(zhuǎn)化與MLLT6基因N末端PHD結(jié)構(gòu)域的缺失有關(guān)。PHD結(jié)構(gòu)域缺失導(dǎo)致MLLT6在半胱氨酸富集區(qū)和亮氨酸拉鏈之間斷裂，MLLT6基因的3′末端與MLL基因的5′末端發(fā)生融合，保留亮氨酸拉鏈二聚化結(jié)構(gòu)[36]。研究表明亮氨酸拉鏈二聚化結(jié)構(gòu)使造血細(xì)胞永生化，促進(jìn)致癌活性[37]。故融合轉(zhuǎn)錄物對于白血病發(fā)生至關(guān)重要，但是這些融合蛋白引起白血病的機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

MLL-MLLT6轉(zhuǎn)錄物是多種多樣的，根據(jù)其分子特征，通過檢測轉(zhuǎn)錄和剪接變體在一定程度上能夠預(yù)測與白血病發(fā)生及惡性轉(zhuǎn)化相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域[4]。研究發(fā)現(xiàn)發(fā)生MLL重排的絕大多數(shù)白血病患者對于常規(guī)化療不敏感，緩解后復(fù)發(fā)率高，預(yù)后不良。因此，MLL-MLLT6基因融合的鑒定在臨床上對于白血病快速制定治療方案有指導(dǎo)意義[34]。

3 小結(jié)與展望

MLLT6是一種轉(zhuǎn)錄因子，涉及染色質(zhì)介導(dǎo)的基因調(diào)控機(jī)制，在人體的多個組織中表達(dá)。但是MLLT6對于正常胚胎發(fā)生和動物存活并非必需的，它的缺失對生存沒有明顯的影響。表觀遺傳學(xué)調(diào)控真核基因表達(dá)，涉及組蛋白修飾、DNA甲基化、RNAi、染色質(zhì)重塑等已被證實與白血病的發(fā)生相關(guān)。MLLT6調(diào)整H3K79過甲基化促進(jìn)白血病發(fā)展，也可與MLL結(jié)合后可表達(dá)具有致癌潛力的融合蛋白。目前研究表明MLLT6對結(jié)腸癌[30]及皮膚鱗狀上皮癌(Squamous cell carcinomas，SCC)[3]的發(fā)生及發(fā)展起一定作用，但在其他相關(guān)實體瘤中的作用及機(jī)制并沒有相關(guān)研究。我們可以推測MLLT6對于其他相關(guān)實體瘤的發(fā)生發(fā)展也有一定的作用，進(jìn)一步研究MLLT6機(jī)制有助于相關(guān)藥物的研發(fā)設(shè)計。特定的融合蛋白常常導(dǎo)致特定的癌癥，是現(xiàn)在科學(xué)研究和藥物開發(fā)的主要目標(biāo)。目前已經(jīng)有針對MLL融合蛋白靶向治療白血病的藥物(EPZ5676和MI-503/MI-463)，可以有效破壞MLL白血病細(xì)胞的生長[38-40]。在未來的研究探索中，把MLLT6基因及MLL-MLLT6融合作為藥物研發(fā)靶點，可能為特定的患者帶來更好的預(yù)后和生存。

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