GTF2i基因在胸腺瘤中的研究進展

王元國,張鵬,張鵬（天津醫(yī)科大學總醫(yī)院,天津 300052）

GTF2i又名通用轉錄因子II-I，屬于通用轉錄因子家族，是一類與DNA上特定位點結合激活轉錄的蛋白質轉錄因子，在腦組織、甲狀腺等多種組織中有表達。GTF2i突變多見于胸腺瘤組織中，但在其他腫瘤中很少見。GTF2i基因多態(tài)性還與Williams-Beuren綜合征、干燥綜合征及系統(tǒng)性狼瘡等自身免疫病有關。GTF2i的各種結構、生化和功能特性表明該基因的致瘤性質。近年來，越來越多的研究機構關注到GTF2i突變與胸腺瘤發(fā)生的相關性，尤其p.L404H位點的突變在胸腺瘤的早期形成中具有重要作用。明確GTF2i基因突變的生物學功能，在未來可為涉及胸腺瘤發(fā)病的研究提供更有價值的思路。

1 GTF2i的結構和生物學功能

20世紀90年代，Roy等人使用HeLa細胞核提取物純化了GTF2i，它在無細胞系統(tǒng)中與腺病毒主要晚期核心啟動子（Inr）元件結合，并與序列特異性DNA元件（E-box元件）和E-box結合蛋白USF（upstream stimulatory factor）相互作用[1-2]。GTF2i基因定位于7號染色體的長臂位置11.23（7q11.23），基因序列由35個外顯子編碼，共有998個氨基酸，它編碼的BAP-135、TF-II和BAP-135也參與了正常的免疫系統(tǒng)功能。GTF2i還含有9號、13號和21號染色體上的假基因[3]。GTF2i在人類中至少有四種交替剪接的異構體，最常見的是α、β、γ和δ，其中γ異構體編碼了GTF2i的最長轉錄本，并在神經元細胞中高度表達[4]，而α、β、δ的編碼序列缺失了數(shù)個不同的外顯子。GTF2i家族成員中α、β、γ的異構體均存在一個重復的氨基酸結構域的核定位信號，每個氨基酸結構域都包含一個公認的HLH（helix-loophelix）基序特征的蛋白質-蛋白質相互作用模塊，GTF2i有六個這樣的重復域[2,5-6]。

GTF2i是一種信號誘導轉錄因子，參與B細胞受體激活、T細胞受體激活、生長因子信號傳導和酪氨酸磷酸化活化等多種細胞外信號通路[7-11]。與環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）發(fā)生特異性結合，調節(jié)內質網的應急反應途徑[12]。研究人員通過小鼠和人的細胞系證實，GTF2i與G-激酶Iβ可發(fā)生特異性結合，且在cGMP類似物的催化可增強GTF2i和G-激酶Iβ在細胞核中的關聯(lián)[13]。敲除小鼠GTF2i會引起VEGFR2的異常調節(jié)，導致血管生成嚴重缺陷，對早期胚胎產生致死性，同時也會伴有神經管閉合缺陷和腦外畸形[14-15]。GTF2i在VEGFR2的血管生成和轉錄調節(jié)中的重要作用已通過母體凝膠測定和小鼠新生兒視網膜中GTF2i的沉默得到進一步證實[16]。

2 GTF2i相關疾病

Williams-Beuren綜合征（WBS）：WBS是一種多系統(tǒng)功能障礙，主要特征為血管狹窄、智力遲鈍及內分泌異常，是由染色體7q11.23區(qū)域的26-28個基因的半合子缺失引起的，GTF2i是半合子缺失基因之一。GTF2i的半合子可能導致智力遲鈍和異常社會行為，例如增加對陌生人的凝視和關注[17]，GTF2i基因中的rs13227433顯示出與社會互動參與度較高但社交能力降低的功能關聯(lián)，研究人員針對808名志愿者應用功能性MRI（fMRI）測量與威脅相關的杏仁核對恐懼和憤怒的面部表情的反應性，并檢測唾液rs13227433，發(fā)現(xiàn)rs13227433 AA基因型與威脅相關的杏仁核反應性降低[18]。由于GTF2i受到替代剪接的影響，其產生具有不同活性和可能不同生物學作用的亞型，因此特定的風險單倍型（內含子中具有G/T SNP）可能與基因差異剪接相關的突變相關，導致GTF2i蛋白的異常表達，可能與自閉癥易感性有關[19]。

自身免疫性疾?。夯驕y序顯示，GTF2i參與干燥綜合征、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和類風濕性關節(jié)炎的發(fā)生。干燥綜合征是最常見的自身免疫性疾病之一，研究表明，GTF2i多態(tài)性位點rs73366469和rs117026326是干燥綜合征患者的風險等位基因，其通過NF-κB p65亞基增加了人唾液腺細胞中GTF2i表達增加，導致唾液腺細胞中NF-κB途徑的激活，促進炎癥反應發(fā)生，預示GTF2i可能是干燥綜合征的潛在治療靶點[20]。系統(tǒng)性紅斑狼瘡是最常見的系統(tǒng)性自身免疫性疾病，其發(fā)病可能涉及基因與環(huán)境之間的復雜相互作用，全基因組關聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)SLE發(fā)病相關的基因多態(tài)性位點，GTF2i多態(tài)性位點rs73366469和rs117026326的風險等位基因頻率在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中明顯升高，且與SLE患者的腎臟病變相關[21-22]。同時也有研究報道了GTF2i多態(tài)性位點rs73366469與亞洲人群風濕性關節(jié)炎的發(fā)病高度相關[23]。GTF2i突變參與自身免疫病的機制尚不完全明確，但多個SNP位點均位于保守的增強子以及活性染色質和轉錄因子結合位點中，也重疊了GTF2i的轉錄起始位點，這些核苷酸變化可能會改變增強子中的轉錄因子結合位點的募集，從而導致GTF2i在免疫細胞中的異常表達，引起炎癥發(fā)生。

3 GTF2i與胸腺瘤

胸腺瘤是一種常見的縱隔腫瘤，手術切除是治療胸腺瘤的主要手段。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的組織學分類，胸腺瘤可根據(jù)腫瘤細胞形態(tài)和共存淋巴細胞的比例分為A型、AB型、B1型、B2型和B3型，其侵襲性和惡性程度依次增加，A型胸腺瘤侵襲性最弱，預后最好[24-26]。GTF2i基因在胸腺瘤中可存在位于7號染色體上74146970T＞A點突變，突變導致編碼氨基酸由亮氨酸變?yōu)榻M氨酸（p.L404H）。Petrini I應用二代測序技術分析28例胸腺瘤的基因突變，在GTF2i中發(fā)現(xiàn)了一個相對惰性亞型的高頻錯義突變（染色體7c.74146970T＞A），在進一步研究中，274例胸腺上皮細胞腫瘤中有82%的A型和74%的AB型胸腺瘤中檢測到GTF2i突變，但在侵襲性亞型中（B型）較少見，預示GTF2i突變與更好的生存率相關。其中GTF2i β和δ同種型在胸腺腫瘤上皮細胞中表達，兩種突變同種型都能夠在體外刺激細胞增殖。與野生型相比，GTF2i突變的胸腺瘤侵襲性減弱，10年生存率分別為96%和70%，這很可能與A型和AB型胸腺瘤中較高的GTF2i突變有關[27]。一項針對117例的胸腺上皮腫瘤的全基因組景觀分析顯示，胸腺瘤發(fā)生時可能就出現(xiàn)了GTF2i的突變，多平臺腫瘤數(shù)據(jù)分析表明，GTF2i在其他腫瘤中少見，而在胸腺瘤中，GTF2i突變都發(fā)生在單個密碼子L424H上，猜測可能這一突變?yōu)橹掳┩蛔?。RNA測序分析預測GTF2i突變在腫瘤中參與的生物學過程主要包括細胞形態(tài)發(fā)生、受體酪氨酸激酶、細胞凋亡、細胞周期、DNA損傷反應、激素受體信號傳導、乳腺激素信號傳導等，主要涉及WNT、SHH、RAS/MAPK、RTK和TSC/mTOR信號通路[28]。日本學者Rumi在針對22例胸腺瘤患者應用激光顯微切割結合靶向測序研究發(fā)現(xiàn)14例存在7號染色體GTF2i基因c.74146970T＞A突變，在突變型和野生型中檢測了組織中PD-L1的表達水平，發(fā)現(xiàn)突變型組織中PD-L1表達明顯降低，表明PD-L1表達和GTF2i突變在腫瘤細胞中呈負相關，多因素分析顯示性別、年齡、吸煙、腫瘤大小和腫瘤分期與GTF2i的突變狀態(tài)無關[29]。在胸腺瘤中，GTF2i突變型和野生型表現(xiàn)出GTF2i蛋白的增加，但沒有伴隨mRNA表達的增加[30]。將L404H突變的GTF2i基因轉染到4株小鼠胸腺上皮細胞中，可增強細胞增殖能力和致瘤性，測序分析表明突變體GTF2i的表達改變了正常胸腺上皮細胞的轉錄組并引起部分致癌基因上調。GTF2i L424H敲除細胞在葡萄糖剝奪或DNA損傷下表現(xiàn)出細胞轉化、非整倍體和增加腫瘤生長和存活。GTF2i突變也增加了幾種糖酵解酶，COX-2的表達，并引起脂質代謝的改變。GTF2i突變引起的COX-2表達升高是胸腺上皮細胞在代謝應激和細胞轉化下存活所必需的[31]。

4 展望

近年來，靶向藥物已被證明對多種癌癥的治療產生巨大影響，并徹底改變了癌癥治療方案。然而，由于缺乏關于胸腺瘤基因突變的深入認識，目前還沒有相應的靶向藥物用于治療胸腺瘤。經驗性治療構成了目前可用的晚期胸腺瘤的治療策略，這些療法的結果大多不令人滿意。目前，在惡性程度較低的胸腺瘤中檢測到了GTF2i存在基因突變，因此，針對GTF2i深入研究，明確GTF2i突變發(fā)生的因素及在腫瘤發(fā)生中的作用，可為未來胸腺瘤的分子靶向治療提供參考依據(jù)。