SLFN14基因在疾病中的研究進(jìn)展*

姚正循 綜述，況春燕 審校

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)研究生院，貴陽(yáng) 550025；2.貴州醫(yī)科大學(xué)附屬人民醫(yī)院心內(nèi)科，貴陽(yáng) 550003)

SLFN基因家族首次于1988年由SCHWARZ等[1]在小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，其在小鼠造血細(xì)胞中表達(dá)并參與免疫過(guò)程，是一類可調(diào)節(jié)小鼠胸腺細(xì)胞成熟的重要基因。該基因家族在某些情況下常抑制相關(guān)細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育，如過(guò)表達(dá)SLFN1可導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)育周期阻滯在G0/G1期。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，SLFN基因在細(xì)菌、病毒、鼠和人等物種中具有較廣泛的同源性，在哺乳動(dòng)物中高度保守，但在不同的物種中其基因分布不一[2]。BUSTOS等[3]和MAVROMMATIS等[4]報(bào)道，已經(jīng)鑒定出了10個(gè)小鼠SLFN基因和6個(gè)人類SLFN基因，小鼠SLFN基因中包含SLFN1、SLFN1L、SLFN2、SLFN3、SLFN4、SLFN5、SLFN8、SLFN9、SLFN10和SLFN14，人類 SLFN基因包含SLFN5、SLFN11、SLFN12、SLFN12L、SLFN13、SLFN14。此外，國(guó)外學(xué)者指出SLFN基因家族中SLFN14是人類和小鼠中除了SLFN5以外唯一存在的同源SLFN基因[5]。

根據(jù)基因和(或)蛋白的大小及結(jié)構(gòu)域的同源性將SLFN基因家族分為3個(gè)不同的亞群，SLFN蛋白相對(duì)分子質(zhì)量為37×103～42×103屬于第Ⅰ亞群；相對(duì)分子質(zhì)量為58×103～ 68×103屬于第Ⅱ亞群；相對(duì)分子質(zhì)量為100×103～104×103屬于第Ⅲ亞群[6-7]。小鼠的SLFN基因分布在所有3個(gè)亞群中，而人類的SLFN基因僅分布在第Ⅱ亞群(SLFN12、SLFN12L)和第Ⅲ亞群(SLFN5、SLFN11、SLFN13、SLFN14)。據(jù)美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心(NCBI)保守域數(shù)據(jù)庫(kù)(CDD)搜索結(jié)果及相關(guān)文章可知，在整個(gè)SLFN家族中，只有第Ⅲ亞群的成員蛋白結(jié)構(gòu)域不同，保留額外的c末端區(qū)域與RNA/DNA解旋酶超家族Ⅰ中典型的基序有顯著的同源性，這些基序被認(rèn)為介導(dǎo)了DNA和RNA代謝[8]。此外，SLFN蛋白在調(diào)控細(xì)胞增殖，干預(yù)造血細(xì)胞功能，以及調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答等方面均起到重要作用，并且還可抑制病毒復(fù)制及腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。

1 SLFN14基因的結(jié)構(gòu)

SLFN 14蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量為100×103～104×103，根據(jù)其同源性，SLFN14屬于SLFN基因家族的第Ⅲ亞群[9]。SLFN14主要定位在細(xì)胞核中，人類的SLFN14位于17號(hào)染色體上，由4個(gè)編碼外顯子組成，它含有與三磷酸腺苷(ATP)酶相關(guān)的多種細(xì)胞活性的AAA結(jié)合域和RNA解旋酶基序，并有一個(gè)羥基末端擴(kuò)展區(qū)。而小鼠的SLFN14位于11號(hào)染色體上，由5個(gè)編碼外顯子組成[10-11]。

2 SLFN14基因在疾病中的研究進(jìn)展

過(guò)去幾年的研究成果極大地豐富了關(guān)于SLFN基因在人類相關(guān)疾病發(fā)生機(jī)制的探索，并為相關(guān)疾病的治療提供了較多的理論依據(jù)。除了SLFN11外，人類其他SLFNs基因還未得到廣泛的研究。SLFN14是一類在較多生物學(xué)反應(yīng)中調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞發(fā)育周期的重要調(diào)節(jié)基因[12]，因其在不同的細(xì)胞中表達(dá)水平及定位不同，與較多疾病的發(fā)生有著密切聯(lián)系。

2.1 房間隔缺損(ASD)

SU等[13]采用全外顯子組測(cè)序方法，對(duì)16名受試者進(jìn)行了病因性ASD基因突變檢測(cè)，其中6人被診斷為ASD，結(jié)果表明：受試者中所有受影響的家族成員均攜帶兩種新的復(fù)合突變基因，即c.2557insC突變后的SLFN14基因可與c.1187delT突變的PCDHGA4[原鈣粘蛋白γ-A4(protocadherin gamma-A4)]基因協(xié)同作用，從而導(dǎo)致ASD。故考慮SLFN14的c.2557insC突變可能是ASD的致病因素。

2.2 原發(fā)性高血壓

有學(xué)者研究基因多態(tài)性與原發(fā)性高血壓發(fā)生的相關(guān)性，其采用病例-對(duì)照關(guān)聯(lián)研究方法對(duì)高血壓組及對(duì)照組進(jìn)行基因分型檢測(cè)，結(jié)果顯示：SLFN14基因rs321613可能為原發(fā)性高血壓遺傳易感性檢測(cè)的標(biāo)志之一，并得出SLFN14基因rs321613多態(tài)性可能與原發(fā)性高血壓相關(guān)[14]，為進(jìn)一步研究原發(fā)性高血壓的遺傳機(jī)制提供了新的方向。

2.3 病毒感染

SEONG等[15]研究表明，SLFN14在流感病毒感染時(shí)主要表達(dá)在細(xì)胞核，病毒感染后通過(guò)特異性誘導(dǎo)A549過(guò)表達(dá)可減少病毒復(fù)制。考慮其主要機(jī)制為通過(guò)抑制流感病毒NP的表達(dá)從而抑制病毒復(fù)制，而在RAW264.7細(xì)胞中，SLFN14的敲除可增加病毒滴度。此外，該研究提及過(guò)表達(dá)SLFN14可抑制A型流感病毒和水痘帶狀皰疹病毒的復(fù)制，表明其對(duì)多種病毒的活性具有抑制作用。這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)了SLFN14在病毒感染中占有重要地位，提示SLFN14可能成為抗病毒的新靶點(diǎn)。

2.4 惡性腫瘤

在一些惡性腫瘤中，SLFN基因可以抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲，促進(jìn)癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，可能成為一種有前景的新的治療靶點(diǎn)[16]。故有學(xué)者在研究干擾素(IFN)在體內(nèi)和體外的抗腫瘤活性時(shí)發(fā)現(xiàn)：在惡性黑色素瘤細(xì)胞和原代正常人黑素細(xì)胞中均可檢測(cè)到SLFN14的表達(dá)[17]，提示SLFN14在黑色素瘤細(xì)胞生長(zhǎng)中占有重要作用，但其具體作用機(jī)制仍需深入探討。另有研究發(fā)現(xiàn)，LINE-1高表達(dá)于較多腫瘤細(xì)胞中，而活躍的LINE-1可能通過(guò)插入、缺失、重組和轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式對(duì)基因組結(jié)構(gòu)和功能造成不利影響，進(jìn)而引起基因疾病和癌癥，且其研究SLFN14與LINE-1關(guān)系時(shí)得出，SLFN14抗LINE-1可通過(guò)轉(zhuǎn)座機(jī)制間接作用影響LINE-1 ORF1p的表達(dá)[18]，故推測(cè)SLFN14可為腫瘤的靶向藥物治療提供新的方向。

2.5 內(nèi)臟利什曼病(VL)合并HIV感染

VL是一種潛在的、致命的，但易被忽視的經(jīng)媒介傳播的播散性感染，其典型癥狀包括發(fā)熱、脾腫大和造血改變。每年全球約有90 000例VL病例，其中對(duì)同時(shí)感染人類獲得性免疫缺陷病毒-1(HIV)的患者(簡(jiǎn)稱VL-HIV患者)的治療經(jīng)常失敗。因此，目前針對(duì)VL-HIV感染治療的研究中，除了有限的和有毒的治療方案外，對(duì)VL-HIV患者治療效果的評(píng)估也成為指導(dǎo)治療療程、調(diào)整治療方案或啟動(dòng)二次預(yù)防決定的關(guān)鍵。ADRIAENSEN等[19]通過(guò)一個(gè)基于血液的4基因轉(zhuǎn)錄信號(hào)(PRSS33、IL10、SLFN14、HRH4)替代治療試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，包括SLFN14基因在內(nèi)的血液信號(hào)可以評(píng)估VL-HIV患者的治療效果。SLFN14基因是否可以作為一種轉(zhuǎn)錄信號(hào)評(píng)估其他疾病療效還有待進(jìn)一步研究，這將對(duì)指導(dǎo)治療具有重要應(yīng)用前景。

2.6 遺傳性血小板減少癥

遺傳性血小板減少癥是一組以低血小板計(jì)數(shù)為特征的疾病，常伴有大量出血。隨著該病的進(jìn)一步研究，包括全外顯子組測(cè)序(WES)在內(nèi)的新一代測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)該病基因遺傳機(jī)制有了更多的了解。SLFN14是最近發(fā)現(xiàn)的與遺傳性血小板減少癥相關(guān)的基因之一，有關(guān)研究已取得較多進(jìn)展，其中SLFN14的幾個(gè)雜合錯(cuò)義突變可導(dǎo)致缺陷巨核細(xì)胞成熟和血小板功能障礙。為了研究SLFN14在血小板形成及功能中的作用，國(guó)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)在兔成熟的網(wǎng)狀紅細(xì)胞內(nèi)，被剪切的SLFN14蛋白可識(shí)別并結(jié)合核糖體，并且非特異性地識(shí)別、剪切細(xì)胞中的核糖體RNA(rRNA)與mRNA，而人源全長(zhǎng)的SLFN14蛋白經(jīng)特定氨基酸突變及剪切后也會(huì)顯示相同的生物學(xué)活性[20-21]，提示SLFN14基因編碼的蛋白質(zhì)在血小板的功能行使中起著重要作用，可影響功能完全的血小板分化，參與血小板的形成及成熟過(guò)程。另有研究證實(shí)，SLFN14基因參與了血小板的生成及功能的維持[22]。該研究納入17例血小板減少癥、19例血小板功能紊亂和51例不明原因出血傾向患者，對(duì)其進(jìn)行WES，結(jié)果提示：87例患者中有15例(17%)檢測(cè)到SLFN14發(fā)生致病變異[22]。考慮其可能機(jī)制：因SLFN14三磷酸鳥(niǎo)苷(GTP)/ATP結(jié)合區(qū)出現(xiàn)雜合錯(cuò)義突變最終導(dǎo)致遺傳性血小板致密顆粒數(shù)量減少，并伴隨大量出血。STAPLEY等[12]研究發(fā)現(xiàn)，SLFN14基因突變可導(dǎo)致遺傳性血小板減少癥，考慮其機(jī)制為SLFN14基因變異的5個(gè)家系中，有3個(gè)家系可降低激動(dòng)劑二磷酸腺苷(ADP)、蛋白酶激活受體-1(PAR-1)和膠原的聚集性，改變SLFN14的內(nèi)切核糖核酸酶活性從而促進(jìn)血小板的形成。FLETCHER等[23]納入了36例顯示血小板減少癥的患者和17名其家庭成員，所有患者均有出血史，但病因不明，對(duì)所有患者進(jìn)行血小板表型和WES，并在來(lái)自3個(gè)不相關(guān)家族的12例患者中發(fā)現(xiàn)了SLFN14的突變；SLFN14突變患者常表現(xiàn)中度血小板減少、血小板增大、ATP分泌減少和顯性遺傳模式等表型；此外，在受影響的家族成員中發(fā)現(xiàn)了3個(gè)雜合錯(cuò)義突變，并考慮在SLFN14的ATPase-AAA-4、GTP/atp結(jié)合區(qū)編碼替換位點(diǎn)(K218E、K219N和V220D)。該項(xiàng)研究證實(shí)，SLFN14基因的K218EK、219N和V220D位點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)義突變與遺傳性血小板減少癥的發(fā)生相關(guān)，故該基因的缺陷是導(dǎo)致血小板減少和出血過(guò)多的原因。另有學(xué)者通過(guò)運(yùn)用基因測(cè)序方法測(cè)出較多基因與遺傳性血小板減少癥有著密切聯(lián)系，這些基因包括MECOM、TRPM7、FYB、SLFN14和SLFN14-RT，且這些基因在巨核細(xì)胞和血小板生成中扮演著重要角色[24-25]。近年來(lái)新的遺傳檢測(cè)方法逐漸完善，遺傳性血小板減少癥與某單一基因遺傳缺陷的關(guān)系逐漸明確，這不僅可以豐富遺傳學(xué)和血液疾病相關(guān)知識(shí)，而且可以為患者提供更多的診斷及治療方法。SLFN14在血小板生成物形成的過(guò)程中確切的作用及其AAA結(jié)構(gòu)域中的突變?nèi)绾螌?dǎo)致遺傳性血小板減少癥仍需進(jìn)一步探索。

3 小 結(jié)

SLFN14基因因錯(cuò)義突變導(dǎo)致相關(guān)疾病發(fā)生，也可抑制病毒中重要物質(zhì)的表達(dá)，從而減少病毒復(fù)制，并可作為一種檢測(cè)指標(biāo)用以評(píng)估抗腫瘤療效。這為SLFN14在腫瘤和病毒感染等疾病的研究提供了新的思路，并對(duì)其可能的機(jī)制給予了提示，可為更多疾病研究提供參考。目前，有關(guān)SLFN14在其他生物學(xué)活動(dòng)中的機(jī)制研究已有較大進(jìn)展，可為相關(guān)疾病的臨床診斷、治療等提供可靠的理論依據(jù)。但由于SLFN14相關(guān)疾病研究尚局限在遺傳性血小板減少癥、病毒感染、腫瘤等疾病中，仍有必要進(jìn)一步擴(kuò)大研究范圍。