Slfn2相關(guān)功能研究進(jìn)展

湯婧，劉霖，邢兵，李鑫，蒲仕明

(1. 廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541004；2. 廣西高校干細(xì)胞與醫(yī)藥生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541004；3. 廣西師范大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究中心，廣西 桂林 541004)

Schlafen(簡稱Slfn，來自德語單詞schlafen或sleeping)蛋白首先是在小鼠中被鑒定的，最初被描述為在胸腺細(xì)胞成熟過程中轉(zhuǎn)錄的家族基因[1]。在人類和小鼠中分別包含6個、10個Slfn家族成員，它們位于同一條染色體上，且彼此相鄰[2-3]。通?？筛鶕?jù)Slfns的大小和域組成分為三個亞組：第一亞組大小在37～42 kDa范圍內(nèi)，第二亞組的大小為58～68 kDa，第三亞組大小為100～104 kDa[4]。有證據(jù)表明，該蛋白質(zhì)家族的成員參與許多重要功能，例如控制細(xì)胞周期進(jìn)程和生長停滯，誘導(dǎo)免疫反應(yīng)和調(diào)控病毒復(fù)制[3]。

小鼠Slfn家族有10個成員，均分布在三個亞組中，目前人們僅將其中3個成員(Slfn1、Slfn2和Slfn3)進(jìn)行了廣泛的研究[1，4-8]。這3個成員中Slfn2基因位于小鼠11號染色體上，其編碼的蛋白分子量大小約為42 kDa[9-10]，屬于第一亞組。盡管Slfn2沒有人類直系同源物，但它與人類基因組編碼的七個旁系同源物中的SLFN12和SLFN12L最相似[11]。Slfn2參與細(xì)胞生長發(fā)育和分化，在維持T細(xì)胞靜息和抗腫瘤作用中起重要作用，此外，Slfn2還是造血干細(xì)胞(HSCs)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

1 Slfn2參與細(xì)胞分化和生長發(fā)育

破骨細(xì)胞是源自骨髓祖細(xì)胞的骨吸收細(xì)胞，它與成骨細(xì)胞的活性平衡對于骨骼的穩(wěn)態(tài)而言至關(guān)重要。破骨細(xì)胞分化過程中的關(guān)鍵因素是NF-κB受體激活蛋白配體(RANKL)[12]。Lee NK等[6]通過蛋白質(zhì)組學(xué)方法鑒定出Slfn2是RANKL高度誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)之一，并發(fā)現(xiàn)Slfn2的下調(diào)或過表達(dá)，改變了RANKL信號途徑上關(guān)鍵蛋白c-Jun的磷酸化情況和NFATc1(NFAT家族成員，對破骨細(xì)胞形成至關(guān)重要)的表達(dá)，表明了Slfn2在破骨細(xì)胞分化過程的重要性。與此同時，Omar I等[13]通過分析系統(tǒng)發(fā)育譜發(fā)現(xiàn)，Slfn基因家族與破骨細(xì)胞相關(guān)基因共同進(jìn)化，并在Slfn2功能喪失的Slfn2eka/eka模型小鼠中探究到Slfn2的突變會導(dǎo)致破骨細(xì)胞祖細(xì)胞數(shù)量減少，進(jìn)而導(dǎo)致破骨細(xì)胞數(shù)量顯著減少，證明Slfn2在正常破骨細(xì)胞形成中不可或缺。另外，研究還發(fā)現(xiàn)由Slfn2功能喪失引起的慢性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ER應(yīng)激)可能是控制破骨細(xì)胞祖細(xì)胞數(shù)量減少的主要機(jī)制[13]，而Slfn2eka/eka小鼠中破骨細(xì)胞祖細(xì)胞穩(wěn)態(tài)平衡缺陷可能是由膽固醇累積引起的[14]。

Slfn2不僅在破骨細(xì)胞分化中起重要作用，還影響了祖細(xì)胞向T細(xì)胞和自然殺傷(NK)細(xì)胞發(fā)育和分化的過程。T細(xì)胞/NK細(xì)胞前體DN1(CD44+CD25-)和DN2(CD44+CD25+)保留著分化為T細(xì)胞和NK細(xì)胞的能力[15]。Ahmadi S等[15]通過實(shí)驗(yàn)顯示，Slfn1和Slfn2對DN2祖細(xì)胞成熟為T細(xì)胞或NK細(xì)胞都具有深抑制作用。另一方面，關(guān)于Slfn基因抗增殖活性的報道目前存在著一些差異，如Zhao L等[16]報道Slfn1和Slfn2在骨髓中可能不具有生長抑制作用。因此，為直接地評估Slfn蛋白能否影響細(xì)胞生長，Ahmadi S等[15]再現(xiàn)了Slfn1和Slfn2在NIH/3T3細(xì)胞中的生長抑制作用，支持了Slfn2參與調(diào)控T細(xì)胞和NK細(xì)胞發(fā)育的觀點(diǎn)。

2 Slfn2參與免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)

免疫系統(tǒng)充斥著大量的B細(xì)胞和T細(xì)胞，在免疫反應(yīng)中等待抗原的刺激激活，從而退出靜息狀態(tài)，進(jìn)入活躍的細(xì)胞周期并獲得相應(yīng)的效應(yīng)器功能來對抗病原體入侵，因此幼稚T細(xì)胞保持靜息狀態(tài)對于維持正常的生理功能來說至關(guān)重要。

Berger M等[11]描述了一種新型的由N-乙基-N-亞硝基脲(ENU)誘導(dǎo)的、發(fā)生在小鼠11號染色體上的Slfn2、名為Elektra的突變所揭示的遺傳性免疫缺陷：突變小鼠胸腺細(xì)胞正常發(fā)育，但大多數(shù)外周T細(xì)胞表現(xiàn)出半活化表型，并在受到刺激后通過固有的凋亡途徑特異性地凋亡，此外，激活信號也會引發(fā)炎性單核細(xì)胞死亡。由此首次證明了Slfn2在體內(nèi)免疫細(xì)胞中維持靜息的作用。Horton MR等[17]針對Slfn2維持靜息的機(jī)制提出了線索：在Elektra小鼠的T細(xì)胞中抗凋亡因子Bcl-2的表達(dá)特別低，Bcl-2的轉(zhuǎn)基因表達(dá)雖然阻止了Elektra小鼠的CD4+和CD8+T細(xì)胞的凋亡，但卻不能阻止這些細(xì)胞表現(xiàn)出半激活狀態(tài)。FOXO1和Tsc1是T細(xì)胞中公認(rèn)的靜息維持因子，此外，二者在保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激或ER應(yīng)激方面也起主要作用，這強(qiáng)烈暗示著靜息、新陳代謝和應(yīng)激信號之間的密切關(guān)系[18]。Omar I等[18]證明了Elektra T細(xì)胞在穩(wěn)態(tài)條件下顯示出慢性ER應(yīng)激，通過耗盡XBP1/CHOP——未折疊蛋白反應(yīng)(UPR)介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的介體，從而調(diào)節(jié)ER應(yīng)激反應(yīng)，進(jìn)而可以恢復(fù)Elektra T細(xì)胞的生存能力并部分改善Elektra T細(xì)胞的發(fā)育異常和增殖能力，這首次證明了Slfn2誘導(dǎo)的T細(xì)胞靜息與ER穩(wěn)態(tài)之間存在著功能聯(lián)系。繼上述研究后，Omar I等[14]進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)由于堿基突變引發(fā)的Slfn2蛋白功能的喪失致使Elektra T細(xì)胞的游離膽固醇和膽固醇酯水平升高，由于膽固醇在T細(xì)胞從靜息狀態(tài)到活動狀態(tài)的轉(zhuǎn)變中起著重要作用，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)調(diào)節(jié)膽固醇和脂質(zhì)的合成，表明通過預(yù)防ER應(yīng)激來調(diào)節(jié)膽固醇水平是Slfn2調(diào)節(jié)靜息機(jī)制的重要組成部分。

針對Slfn2調(diào)節(jié)T細(xì)胞靜息的研究，Goldshtein A等[2]還首次發(fā)現(xiàn)了靶向Slfn2及其人類旁系同源物對T細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病(T-ALL)治療的潛力。T-ALL是由胸腺內(nèi)T細(xì)胞分化過程中特定階段出現(xiàn)的惡性胸腺細(xì)胞引起的惡性腫瘤[19]。Goldshtein A等[2]通過研究表明，Slfn2中的Elektra突變可使T細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞的增殖潛能和存活受損，以及部分地使P53腫瘤抑制蛋白活化，完全阻止了由Bcl-2的過表達(dá)與小鼠FAS缺陷結(jié)合引起的嚴(yán)重淋巴細(xì)胞增生性疾病，從而使小鼠免受類似于人T-ALL疾病的侵害，這是一種通過促進(jìn)白血病細(xì)胞異常發(fā)育來逆向治療的策略。由于Slfn2中的Elektra突變似乎僅會損害T細(xì)胞和單核細(xì)胞，不會損害造血干細(xì)胞的移植能力，最重要的是，Slfn2沒有致癌性，它的過度表達(dá)似乎導(dǎo)致的是細(xì)胞生長停滯，因此不具有引發(fā)癌癥的潛力，另外，Slfn2的野生型功能對于T-ALL的形成至關(guān)重要，因此靶向Slfn2的淋巴增生性疾病治療策略似乎極具突破性和潛力[2]。

3 Slfn2參與抗腫瘤作用

腫瘤是一種多基因異常疾病，原癌基因的激活或抑癌基因、凋亡相關(guān)基因的失活是腫瘤發(fā)生、發(fā)展的分子基礎(chǔ)。抑癌基因的研究對闡明細(xì)胞增殖分化過程的調(diào)控和癌變機(jī)制具有重要意義[20]。劉夢伊等[20]發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞中有Slfn2基因穩(wěn)定表達(dá)后，其生長增殖速度明顯減緩，遷移能力也顯著降低，表明Slfn2基因可能是一個潛在的腫瘤抑制基因。

Ⅰ型干擾素(IFNs)是體外和體內(nèi)正常細(xì)胞和惡性細(xì)胞生長的有效抑制劑，在針對癌癥的免疫監(jiān)視中起著至關(guān)重要的作用[21-24]。Katsoulidis E等[4]首次報道參與誘導(dǎo)IFNs抗增殖作用的信號能被Slfn2特異性地介導(dǎo)，在不依賴錨定的細(xì)胞生長的控制中起著重要作用，Slfn2針對IFNs的特異性或有助于優(yōu)化IFN的抗腫瘤作用。與此相關(guān)的是Fischietti M等[25]也進(jìn)行了關(guān)于Slfn2參與調(diào)節(jié)IFN反應(yīng)的研究，研究結(jié)果表明Slfn2在Ⅰ型IFN介導(dǎo)的STAT1和NF-κB活化的調(diào)節(jié)/平衡中起關(guān)鍵作用[25]。NF-κB信號傳導(dǎo)涉及許多人類疾病的發(fā)病機(jī)制，包括炎性疾病、癌癥、自身免疫疾病和病毒感染[26-27]，因此靶向SLFN蛋白可能是調(diào)節(jié)由NF-κB信號傳導(dǎo)介導(dǎo)的Ⅰ型IFN應(yīng)答的機(jī)制。

Mavrommatis E等[28]對小鼠惡性黑色素瘤和腎細(xì)胞癌(RCC)細(xì)胞中不同小鼠Slfn基因的IFN誘導(dǎo)表達(dá)和生物學(xué)相關(guān)性進(jìn)行了系統(tǒng)分析。數(shù)據(jù)顯示經(jīng)IFN處理的小鼠黑色素瘤細(xì)胞系和小鼠腎癌細(xì)胞的Slfn2表達(dá)水平會明顯升高，且Slfn2在控制小鼠惡性黑色素瘤細(xì)胞增殖和/或錨定非依賴性細(xì)胞生長中起著重要作用[28]。因此，通過調(diào)控Slfn2的表達(dá)可能為惡性腫瘤的治療提供新方法。胡迎春等[29]研究發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素-1(IL-1)可通過JNK/MAPK通路來調(diào)控Slfn2基因的表達(dá)。Sohn WJ等[1]研究證明CpG-DNA(一類以CpG二核苷酸為核心的未甲基化的特殊DNA序列)和脂多糖(LPS)通過激活巨噬細(xì)胞中的NF-kappa B和AP-1途徑來觸發(fā)Slfn2基因的表達(dá)。

4 Slfn2參與造血干細(xì)胞(HSCs)調(diào)控

Slfn2參與調(diào)節(jié)T細(xì)胞靜息，由于靜息同樣也是HSCs的關(guān)鍵特征，且Slfn2在長期HSC(LT-HSC)中高度表達(dá)，Warsi S等[30]在相關(guān)報道中假設(shè)Slfn2在HSCs中起作用，并對此研究發(fā)現(xiàn)：Slfn2功能喪失的Elektra純合小鼠顯示出原始造血細(xì)胞功能缺陷，HSCs的再生能力顯著降低，推斷Slfn2是HSC的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

5 展望

綜上，Slfn2功能及其相關(guān)機(jī)制表明了其在細(xì)胞生長發(fā)育、分化，以及免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)、HSCs調(diào)節(jié)、抗腫瘤中的重要作用，尤其關(guān)于Slfn2調(diào)節(jié)T細(xì)胞靜息的研究最為充分。由于HSCs對于維持免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)的平衡、穩(wěn)定以及損傷修復(fù)極其重要，因此靜息狀態(tài)的維持對于HSCs來說同樣至關(guān)重要，探究正常與病理狀態(tài)下Slfn2表達(dá)的差異以及所出現(xiàn)的差異表型，分析Slfn2是否和通過怎樣的方式調(diào)節(jié)了HSCs靜息、自我更新、分化等功能將非常有意義。此外，確定Slfn2具體通過怎樣的分子機(jī)制參與IFN調(diào)節(jié)，是否可以通過選擇性地誘導(dǎo)IFN基因表達(dá)的方法來特異性地促進(jìn)IFN的抗腫瘤作用，或許可以為優(yōu)化IFN臨床治療策略提供新的突破口。而通過研究Slfn2可能涉及到的相關(guān)信號傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，敲除或抑制相關(guān)重要基因，或許能了解Slfn2發(fā)揮其功能的機(jī)制；通過蛋白組學(xué)內(nèi)容如免疫共沉淀，或?qū)⒏欣阼b定與Slfn2蛋白相互作用的分子。隨著對Slfn2功能研究的深入和分子生物學(xué)的發(fā)展，Slfn2的調(diào)控分子網(wǎng)絡(luò)必將被完善，其在各種生理生化功能中的作用與意義也必將被明晰，可為開辟靶向Slfn2的新型臨床治療方案提供思路。