CALM-AF10與急性白血病關(guān)系的研究進展

曹文齋，易海，余茜

(1成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，成都610075；2自貢市第一人民醫(yī)院；3中國人民解放軍成都軍區(qū)總醫(yī)院；4四川省人民醫(yī)院)

CALM-AF10與急性白血病關(guān)系的研究進展

曹文齋1，2，易海3，余茜4

(1成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，成都610075；2自貢市第一人民醫(yī)院；3中國人民解放軍成都軍區(qū)總醫(yī)院；4四川省人民醫(yī)院)

CALM-AF10所致的急性白血病罕見，且預(yù)后極差。CALM編碼蛋白是介導(dǎo)細胞內(nèi)吞作用的接合蛋白，參與細胞內(nèi)吞和核內(nèi)蛋白作用。AF10編碼蛋白的功能可能是轉(zhuǎn)錄因子，可與MLL、CALM等多種基因融合。CALM-AF10導(dǎo)致的白血病臨床表現(xiàn)為肝脾大、縱隔腫瘤、中樞神經(jīng)系統(tǒng)白血病等，對常規(guī)化療藥物不敏感或早期復(fù)發(fā)，預(yù)后不良。本文就CALM、AF10的結(jié)構(gòu)和功能，CALM-AF10導(dǎo)致白血病發(fā)生的特點及可能的機制進行綜述。

白血病；CALM-AF10融合基因；發(fā)病機制

難治性白血病是臨床治療中亟待解決的難題，通常需異基因造血干細胞移植才可治愈。但異基因造血干細胞移植供者來源有限、并發(fā)癥高，限制了其臨床應(yīng)用。隨著對難治性白血病發(fā)病機制的深入研究，靶向治療為其指明新的方向。CALM-AF10融合基因是由人第10、11號染色體易位所致，CALM-AF10融合蛋白在難治性白血病患者骨髓中偶有發(fā)現(xiàn)。但CALM-AF10融合蛋白在人造血細胞中致白血病發(fā)生的確切機制仍不清楚，CALM-AF10未列入常規(guī)融合基因檢測項目，國內(nèi)外研究對其認識不足。本文對CALM-AF10導(dǎo)致急性白血病發(fā)生的特點及其機制作一綜述，為急性白血病的個體化治療提供依據(jù)。

1 CALM的結(jié)構(gòu)與功能

CALM也稱為PICALM基因，位于染色體11q23，其編碼蛋白是介導(dǎo)細胞內(nèi)吞作用的接合蛋白，定位于胞質(zhì)，通過出核基序能與胞膜上的網(wǎng)格蛋白結(jié)合。CALM和神經(jīng)元特異性單體網(wǎng)格蛋白組合蛋白AP180同源，且其同源序列已經(jīng)在貓、鼠、牛等生物中鑒定出來[1]。

1.1 CALM編碼蛋白與細胞的內(nèi)吞作用 細胞的內(nèi)吞作用主要由網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)。網(wǎng)格蛋白在囊泡中正常運輸，通常需要接合蛋白的配合。接合蛋白的作用非常復(fù)雜。首先，接頭蛋白3(AP3)可能作為一種網(wǎng)格蛋白接合蛋白介導(dǎo)艾滋病病毒相關(guān)信號事件的發(fā)生。其次，AP1和AP2穩(wěn)定網(wǎng)格蛋白的漿膜功能并幫助其在高爾基體外側(cè)形成絡(luò)合物。AP180同源物可參與網(wǎng)格蛋白結(jié)合和內(nèi)吞作用。同樣，AP180/CALM同源物可能調(diào)節(jié)細胞內(nèi)小囊泡的大小。最后，CALM在鐵的運輸中發(fā)揮重要作用。研究證實CALM促進細胞對鐵的吸收，加速人紅細胞增多癥疾病進展[2]。CALM基因點突變導(dǎo)致造血功能無效和功能性缺鐵癥。

1.2 CALM編碼蛋白與核內(nèi)蛋白的作用 最新研究發(fā)現(xiàn)，CALM編碼蛋白還可能與核內(nèi)蛋白相互作用。新的蛋白質(zhì)CATS(在胸腺和脾臟表達)顯示其與CALM相互作用，穩(wěn)定CALM-AF10融合蛋白并且增加CALM和CALM-AF10融合蛋白核定位。CATS可能是介導(dǎo)了CALM-AF10的惡性轉(zhuǎn)化，或者通過CALM-AF10蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)CATS蛋白質(zhì)的性能[3]。

2 AF10的結(jié)構(gòu)與功能

AF10也稱MLLT10基因，位于染色體10p12，編碼蛋白質(zhì)，并且在復(fù)發(fā)的t易位中作為克隆基因MLL配合體[4]。人類AF10序列在外顯子22和23之間遺失124核苷酸，但這些核苷酸存在于大多數(shù)已表達序列標(biāo)志的人群和小鼠的同源染色體標(biāo)準(zhǔn)序列中。以上核苷酸序列插入導(dǎo)致部分AF10編碼蛋白羧基末端移碼。

2.1 AF10的生理功能 AF10編碼蛋白在人體很多組織表達[5]，是高度保守的蛋白家族成員，包括AF17、BR140和CEZF蛋白。數(shù)據(jù)分析顯示，AF10編碼蛋白的職能可能是轉(zhuǎn)錄因子[6]。AF10編碼蛋白包括植物同源域(PHD)手指的結(jié)構(gòu)保守區(qū)域，參與大部分轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)染色質(zhì)的基因調(diào)節(jié)。AF10編碼蛋白還包含擴展的PHD域，作為非白血病相關(guān)的蛋白質(zhì)域，參與其他蛋白質(zhì)相關(guān)的同型低聚反應(yīng)。AF10還包含AT-hook基序，最初發(fā)現(xiàn)于非組蛋白染色體蛋白質(zhì)，富含于高遷移率組蛋白，能與DNA結(jié)合。此外，AF10在部分亞型中，包含雙向核定位信號區(qū)和富含谷氨酰胺的C末端[7]。

2.2 AF10的病理功能 Chaplin等[5]認為，AF10是克隆MLL染色體易位的配偶體。染色體10p12在11q區(qū)域發(fā)生臂內(nèi)倒位，導(dǎo)致AF10和MLL發(fā)生融合[8]。MLL-AF10融合蛋白剔除分析表明存在于AF10羧基端的亮氨酸拉鏈基序?qū)Π籽〉陌l(fā)生至關(guān)重要。H3K79甲基轉(zhuǎn)移酶端粒沉默干擾物1(hDOT1L)被認為是H3K79甲基轉(zhuǎn)移酶通過hDOT1L和AF10相互作用，參與MLL-AF10介導(dǎo)白血病的發(fā)生。

3 CALM-AF10導(dǎo)致急性白血病的特點

CALM-AF10最初發(fā)現(xiàn)于彌漫性組織細胞性淋巴瘤患者淋巴腫瘤組織內(nèi)，并由此克隆建立U937細胞系[9]。此后，CALM-AF10更常發(fā)現(xiàn)于急性T淋巴細胞性白血病，特別是γ/δ TCR型及未成熟表型T淋巴細胞白血病[10]。美國國立衛(wèi)生研究院對200例急性髓系白血病(AML)患者進行全基因組和轉(zhuǎn)錄組測序的結(jié)果表明，2%患者呈CALM-AF10融合基因陽性[11]。Asnafi等[12]從144位T淋巴細胞白血病中鑒定出20例CALM-AF10融合基因陽性，約占14%。CALM-AF10見于M1、M2、M4、M5、M7型以及嗜酸性粒細胞白血病、粒細胞肉瘤等[13]，提示惡性轉(zhuǎn)化的靶點可能是多能造血前體細胞。CALM-AF10患者臨床表現(xiàn)包括肝脾大、縱隔腫瘤、中樞神經(jīng)系統(tǒng)白血病等，對常規(guī)化療藥物不敏感或早期復(fù)發(fā)，預(yù)后不良[14]。

4 CALM-AF10導(dǎo)致急性白血病發(fā)生的機制

4.1 CALM-AF10融合基因?qū)е录毙园籽“l(fā)生的機制 CALM-AF10作為白血病驅(qū)動突變基因已在小鼠模型中得到證實。通過逆轉(zhuǎn)錄病毒導(dǎo)入CALM-AF10并進行同種小鼠骨髓移植，受體小鼠在3～6個月發(fā)生急性白血病，其表型特征顯示其共表達髓系標(biāo)志Mac1、Gr-1及淋巴系標(biāo)志B220，并檢出免疫球蛋白重排[1]。而通過構(gòu)建Vav造血系統(tǒng)特異性CALM-AF10轉(zhuǎn)基因小鼠模型，小鼠在1年左右發(fā)生急性白血病，表型與前述模型類似，證明CALM-AF10融合基因能導(dǎo)致急性白血病的發(fā)生[15]。通過測序發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的白血病大多伴發(fā)二次突變形成，如FLT3-ITD等，這也是該模型潛伏期長的原因所在，而前述模型通過病毒介導(dǎo)，從而使CALM-AF10融合基因在更多的基因位點得到充分滲入，縮短了致病潛伏期。

4.2 CALM-AF10融合蛋白導(dǎo)致急性白血病發(fā)生的機制 CALM-AF10融合蛋白致人白血病機制仍不清楚，該類型白血病表現(xiàn)為HOXA基因簇高度活化，這與MLL類型白血病相似[16]。AF10能與MLL、CALM等多種基因融合，AF10能通過OM-LZ基序結(jié)合組蛋白H3第79位賴氨酸(H3K79)甲基轉(zhuǎn)移酶DOT1L，而DOT1L能使H3K79甲基化，從而上調(diào)HOXA等基因的表達[17]。Armstrong等[18]用組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶DOT樣蛋白(DOT1L)抑制劑對MLL-AF10及CALM-AF10等小鼠白血病模型有很好的作用，能抑制白血病細胞增殖，促進細胞分化。證明DOT1L在白血病發(fā)病中發(fā)揮了重要作用；但DOT1L抑制劑卻不能抑制CALM-AF10陽性U937細胞增殖，而DOT1L抑制劑EPZ-5676的Ⅰ期臨床試驗中，28例兒童及成人MLL白血病只有2例獲得完全緩解，提示其他因素參與了AF10陽性白血病的發(fā)生[19]。

定位實驗表明，CALM-AF10融合蛋白定位于胞質(zhì)，但也零星分布于胞核，考慮到CALM含有出核基序，可能通過干擾AF10正常的核定位從而導(dǎo)致H3K79甲基化異常[20]。CALM-AF10白血病融合蛋白導(dǎo)致全基因組H3K79低甲基化狀態(tài)，誘發(fā)染色體不穩(wěn)定[3]。有研究表明，CALM的出核基序是導(dǎo)致白血病的必要條件，而將CALM的出核基序和AF10的OM-LZ基序形成融合，便足以導(dǎo)致白血病發(fā)生[21]。其他含出核基序的胞吞AP(如EPS15)等能與AF10融合，可能是導(dǎo)致白血病的共同特征。出核基序能識別并通過核孔上的出核因子(CRM1)介導(dǎo)出核，抑制CRM1，并在一定程度上抑制CALM-AF10的增殖，提示出核信號在白血病發(fā)生中確實扮演了重要角色。最新研究表明，CRM1也定位于HOXA基因，通過募集CALM-AF10融合蛋白，增強HOXA基因轉(zhuǎn)錄[22]。然而，通過酵母雙雜交方法檢測發(fā)現(xiàn)，蛋白CATS可與CALM相互作用，并能增加CALM-AF10融合蛋白核定位，提示CATS可能介導(dǎo)白血病惡性轉(zhuǎn)化，但CATS和CALM相互作用位點并不在CALM出核基序上，這使得CALM-AF10致病機制變得更加復(fù)雜與模糊。

急性白血病的發(fā)病機制至今尚未完全明了，但大量研究已經(jīng)證實急性白血病的發(fā)生與多種HOX基因及轉(zhuǎn)錄因子的表達、某些基因突變密切相關(guān)。目前白血病雖有一些新的治療手段及異基因造血干細胞移植已應(yīng)用于臨床，但總體治愈率仍低于60%。且仍有許多新的基因突變及潛在致癌基因仍未完全明了。在成人和兒童AML或急性淋巴細胞白血病患者中，CALM-AF10融合基因?qū)е聫?fù)發(fā)的染色體易位，經(jīng)常伴隨預(yù)后不良。因此，研究CALM-AF10在造血細胞中產(chǎn)生的致白血病效應(yīng)的確切機制，探討CALM-AF10蛋白復(fù)合物的構(gòu)成及與核酸的相互作用，探明CALM-AF10驅(qū)動的白血病細胞內(nèi)的最真實情況，可能為治療急性白血病提供更加合理有效的靶點，從而提高疾病預(yù)后。

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國家自然科學(xué)基金資助項目(81500132)。

余茜(E-mail：365610647@qq.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.05.035

R733.71

A

1002-266X(2017)05-0104-03

2016-09-27)