c-myc基因与血液细胞生成及白血病研究现状

林媛媛综述，杨文萍 审校

(1、南昌大学研究生院医学部，江西 南昌 330006；江西省儿童医院 2、血液科 3、病理科，江西 南昌 330006)

正常成年人骨髓中每分钟可产生3 亿个血细胞，由造血干细胞分化为成熟的血细胞，期间受细胞间和细胞内的各种信号机制精确调控，这些信号靶向各类转录调控因子，形成复杂的转录调控网络。因此细胞分化成何种类型的成熟血细胞，依赖于机体适时激活恰当的转录因子并沉默不恰当的转录因子，当这种调节一旦失控，就会造成血液肿瘤的产生。多项研究数据表明，c-myc 是血液生成调控中一个关键的转录因子。在血液系统中，cmyc 基因不仅在造血细胞生成的各个阶段起调节作用，其表达异常与血液系统疾病的发生，特别是各类型的白血病均有十分密切的关系。本文就原癌基因c-myc的生物学特性、它在正常血细胞分化及在各类型白血病发生发展中的调控机制的研究现状作一综述。

1 c-myc 基因的生物学特性

原癌基因myc家族基因包括N-myc、L-myc、和c-myc等，其中研究最多的是c-myc。c-myc 基因是最早于1982年Neel[1]于禽类骨髓瘤病毒MC29 中发现的一种癌基因，由3个外显子及2个内含子组成，外显子I 无编码序列，只起调节作用；外显子II和III 编码439个氨基酸的蛋白质。cmyc 基因由启动子P1 或P2 起始转录并在第一内含子中尚有一个潜在启动子P，当第一个内含子发生断裂时，P可被激活而成为一个异常转录起始点，但蛋白合成起始位点不变，并与正常c-myc 基因产物相同[2]。在各种不同动物中，c-myc 基因和第II，III外显子具有高度保守性，而外显子I 则有较大的差异，小鼠和人的外显子I 只有70%的同源性。人类c-myc 基因定位于8q24，c-myc 编码的蛋白质含有3个结构域：碱性结构域(B)、螺旋-回旋-螺旋结构域(HLH)和亮氨酸拉链(LZ)，其中B 区对特异性DNA 序列有亲和性，该亲和性对DNA 序列的甲基化敏感；而HLH和LZ可介导蛋白质寡聚化，c-myc 蛋白的氨基端富含谷氨酰胺和脯氨酸，为肿瘤转化所必需。通常情况下c-myc 基因mRNA 相当不稳定，其半衰期较短，常在10min 之内便发生降解，然而在细胞受到刺激时其稳定性常发生改变,如在Burkitt 淋巴瘤中,c-myc 癌基因存在各种转位、剪接异常,产生5q 端异常的c-myc mRNA,导致其稳定性明显提高[3]。磷酸化的c-Myc蛋白(P65)是细胞增殖信号转导的必需因子，也是G0/G1期到S期的启动子[4]，因此c-myc表达的变化与细胞的增殖及分化状态有关，其表达产物在调节细胞生长、分化或恶性转化中发挥作用。研究表明c-myc 在多种人类肿瘤细胞中均有异常表达，其基因表达失控在肿瘤发生中起关键作用。

2 c-myc与造血细胞

血细胞生成首先是造血干细胞(hemopoietic stem cells，HSC) 通过自我复制维持自身数量恒定的同时，又能分化成多能祖细胞(multipotent progenitors，MPPs)，它们可分化为髓样祖细胞(common myeloid progenitors，MLPs)和淋巴祖细胞(common lymphoid progenitors，CLPs)。

2.1 c-myc与造血干细胞/祖细胞 myc 癌基因三种亚型逆转录病毒最早都用于诱导小鸡的髓样白血病，myc 基因调节异常最早也是在Burkitt 淋巴瘤中发现的，并且c-myc 能够抑制体外培养的造血细胞分化，这些都提示c-myc 基因可能在造血形成过程中起一定的调节作用。其后人们利用基因突变小鼠模型最终明确了c-myc 在血液生成过程中发挥重要作用。myc家族不同基因在造血系细胞中表达也不尽相同，c-myc和N-myc的转录物共同表达于HSCs 中，且两者表达水平相当，在多数不同类型的前体细胞中也有表达，而L-myc的mRNA 几乎不表达于任何干细胞/祖细胞中，仅适量表达于红细胞/巨核细胞前体细胞、成熟的巨核细胞及巨噬细胞中，占总myc的3%～5%[5]。但无论何种类型血细胞中，不存在只表达N-myc 或Lmyc 而不表达c-myc的情况，c-myc 在造血系统表达具有普遍性。Huang等[6]为研究造血前体细胞和成熟细胞中c-myc 蛋白水平的表达情况，将小鼠内源性myc 位点敲除并替换成等位基因编码的GFP-c-myc 融合蛋白，发现这些MycG/G 小鼠能够存活并且其造血过程也显示正常，同时对比不同阶段GFP表达发现，在成年个体骨髓中，c-myc 在髓红祖细胞中表达最高。Lin-Sca1+c-Kit+ (LSK)细胞是一类具有增殖活性的造血细胞，成年个体的LSK细胞包含HSCs和MPPs，比较发现c-myc 在LSK细胞中表达较HSCs 低，但较MPPs 高，同时c-myc 蛋白在胎儿LSK细胞中表达较成年个体LSK细胞要高，这也正与HSCs 在胚胎期，特别是12.5d 至14.5d 增殖活性最高这一现象相一致[7]。

2.2 myc 在淋巴系细胞分化中的作用人们发现从早前B细胞到前B细胞和成熟B细胞的发育过程中，均有N-myc和c-myc的表达；但在成熟B细胞以及其后B细胞活化过程中，仅可见c-myc的表达，而且体外对B细胞受体应答活化过程中myc的表达是始终上升的[8]。在小鼠体内，骨髓间质细胞产生的IL-7等因子介导前B细胞和早前B细胞的增殖，对myc 转基因小鼠模型研究发现，myc的过表达可增强早前B细胞中应答的效应。Huang等[6]利用流式细胞术检测发现，体内B和T 淋巴细胞发育和成熟过程中c-myc的表达是动态平衡的。研究显示无论是淋巴细胞分化还是成熟淋巴细胞活化过程中，myc的表达水平与细胞增殖是呈正相关的。N-myc的表达也能够促进B和T 淋巴细胞分化，同时敲除N-myc和c-myc 基因，B细胞发育受到抑制，其抑制位点主要位于早前B细胞至前B细胞阶段，这阶段也正是前B细胞抗原受体和IL-7 产生联合信号以促使c-myc和N-myc的表达[9]。这些数据表明myc 至少是从前B细胞抗原受体阶段刺激B细胞分化和增殖的。至于T 淋巴细胞，c-myc和N-myc 均表达于幼稚T 淋巴细胞，但仅有c-myc表达于前T细胞和成熟T细胞阶段[6]。与B细胞相类似，c-myc 在T细胞受体活化阶段是上调的[8]。

2.3 myc 在髓系细胞分化中的作用 敲除小鼠模型的相关研究也揭示了c-myc 基因在髓系细胞分化中的作用[10]。成年c-myc 基因敲除小鼠除淋巴细胞数量减少外，还出现显著的血小板增多、严重贫血以及嗜中性粒细胞/单核细胞数量锐减，说明cmyc 具有阻止巨核细胞系分化的作用，与单核细胞系及红细胞系的分化作用是截然相反的。另外，HSCs、MEPs 及巨核细胞等细胞中c-myc表达水平越低，其细胞数量就越多。结果与体外细胞培养模型相一致的[11]。此外虽然成年c-myc 基因敲除小鼠中巨核细胞数量有所增加，但相对于正常小鼠，细胞却发生明显变化，细胞胞体显著变小，细胞扩增倍数也显著降低，并且每个巨核细胞产生的血小板数量也有所减少，但总的来说血小板的数量仍将达到正常时的3倍水平。

3 c-myc与白血病

人们最早发现在Burkitt 淋巴瘤中c-myc 基因发生易位，随后发现c-myc 在其他淋巴瘤也可发生低频率的易位，但除Burkitt 白血病外的其他类型淋巴细胞白血病并未发现myc 易位。在Burkitt淋巴瘤中myc 基因编码序列发生突变，导致c-myc蛋白异常稳定，从而使得c-myc 水平升高。目前人们并未在成淋巴或成髓细胞白血病等其他类型的血液肿瘤中发现myc 基因易位，这说明在这些人类白血病或淋巴瘤中myc 基因的异常还与其他抑制因素有关。

3.1 c-myc与急性淋巴细胞白血病 急性淋巴细胞白血病(Acute lymphoblastic leukemia，ALL)是一类主要表现为未分化的或分化差的淋巴母细胞在造血组织中无限克隆扩增的恶性血液病，是小儿时期最常见的白血病。研究显示人类ALL 中c-myc基因上调。Faderl等[12]通过统计研究发现大约5%的成人ALL 以及2%～5%的儿童ALL 患者由于t(8；14)，t(8；22)及t(2；8)位点易位而导致c-myc 调节异常。Malempati等[13]发现在人淋巴细胞白血病细胞株以及儿童ALL 患者骨髓样本中c-myc 蛋白半衰期得到延长，而这些样本中c-myc 基因并未发生突变，但是c-myc 基因两个保守区域苏氨酸58和丝氨酸62 发现异常磷酸化作用，因此受到苏氨酸58和丝氨酸62 异常磷酸化影响c-myc 蛋白降解途径调节异常导致异常蛋白稳定作用可能也是c-myc 在ALL 过表达的机制之一。在Eμ-Myc转基因小鼠动物模型研究中发现，ETS家族因子TEL2/ETV7 能够加速淋巴瘤发生进程，据此Cardone等[14]研究发现TEL2和myc 共同作用于淋巴细胞肿瘤，在儿童B细胞ALL (B-ALL) 患儿中，TEL2和c-myc表达水平是正相关的，两者都发生上调，这一结果提示TEL2和c-myc 共同作用促进人B-ALL的发生。有研究表明50%以上的人T细胞ALL(T-ALL)中癌基因Notch1 被突变激活[15]，而c-myc 是Notch1 直接的转录靶点[16]，因此Notch1介导的T细胞转化至少可以增高c-myc的表达水平而刺激白血病细胞的增殖。近期Gutierrez等[17]运用高分辨微阵列比较基因组杂交方法，对47例儿童T-ALL 发现11% LEF1 微缺失，7%出现非同义序列改变，其中2例产生早期终止密码子，伴随LEF1 失活的，基因微阵列显示c-myc 基因表达增加，且与T-ALL的发病机制密切相关。

3.2 c-myc与急性髓细胞白血病 急性髓细胞白血病(acute myelocytic leukemia，AML) 或急性非淋巴细胞白血病(ANLL)包括所有非淋巴细胞来源的急性白血病。人们很早就发现部分AML 患者骨髓和外周血中MYC 是过表达的，微阵列和实时定量PCR 检测发现N-myc 在AML 患者骨髓中表达较正常骨髓要高[18]。AML 中通常由于基因易位而产生融合蛋白，导致白血病的发生。这些融合蛋白至少包括以下3种，即RUNX1-ETO、PML-RARα和PLZF-RARα；在APL 中，运用染色体免疫沉淀启动基因阵列和基因表达谱分析相结合，PLZFRARa可促进小鼠造血肝细胞的生长，抑制Dusp6和Cdkn2d，同时诱导c-myc表达，提示c-myc 基因是这些癌基因的下游靶点，也解释了c-myc 基因在AML 中表达增高机制[19]。Court等[20]通过微阵列分析5例AML 临床样本发现myc表达增高，并且用RT-PCR 方法也验证了这一结论。但其他一些学者利用微阵列法对另一些临床AML 样本进行检测，却未发现myc 基因在AML 中过表达[21-23]。这两种不同结论或许与微阵列检测这一方法学有关，微阵列法检测只能分析mRNA 水平，并不能评估c-myc 蛋白变化水平；并且如果c-myc 基因表达增高不超过2倍，微阵列检测的结论往往是没有统计意义的，而实际上可能c-myc 基因增高已经与AML 发病存在关联。

3.3 c-myc与慢性淋巴细胞白血病 慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia，CLL)是一种起病缓慢的淋巴细胞系中某些免疫功能不全的淋巴细胞恶性增生性疾病。CLL 进程较为缓慢，患者生存中值可达10年，但是CLL 患者个体差异较大，约1/3的患者疾病可发生转化为里克特综合征(Richter's syndrome，RS)，RS 常由CLL/SLL 转化为侵袭性高度恶性淋巴瘤，通常向弥漫大B细胞淋巴瘤转化，Scandurr等研究13例RS和8例CLL基因表达谱，发现MYC 通路可能与RA的发生有关，13q13.3- qter 区域包含MIRHG1 (MIR- 17 -92)，一簇与c- myc 基因相互作用的微小RNA 在发生转化时获得，13q的获得伴随c-myc的获得和TP53 丢失，疾病中表达较正常是升高的[24]，但也有研究者发现myc 基因mRNA 在CLL 中表达是下降的，并从myc 蛋白水平也证实了这一现象。CLL患者中无论预后好坏，myc表达水平变化不大。cmyc 基因易位常见于Burkitt 淋巴瘤，在CLL 却很少见，Huh 报道8例CLL，5例t(8;14)(q24.1;q32)/cmyc-IgH;2例t (8;22)(q24.1;q11)/c-myc-Igκ；1例t(2;8)(p12;q24.1) /c-myc-Igλ；并常伴有复杂的细胞遗传学异常，且预后较差[25]。

3.4 c-myc与慢性粒细胞白血病 慢性粒细胞白血病(CML)是一类常见的骨髓增殖性疾病，疾病进程主要包括以下个阶段：慢性期，加速期，最终发生母细胞危象，进入急性变期，为CML的终末期，此时预后极差，往往在数月内死亡。CML 各个时期都可发现Bcr-Abl 激酶的表达，而它可以调节myc基因的表达，并且与c-myc 共同作用促进疾病的转化[26]。对部分CML 临床病例研究发现，在慢性期和急性变期myc 基因的mRNA的水平相对于健康骨髓都是增高的[27]。Albajar等[28]最近也发现随着CML的疾病进展，c-myc的mRNA 水平也是不断升高。CML 进展到母细胞危象期主要与细胞异常存活、基因组不稳定性以及细胞分化停滞有关，Albajar M等[29]对CML细胞株K562 研究发现，通过伊马替尼药物处理，并阻断伊马替尼介导的细胞分化作用后，增高c-myc 基因的表达可以引起K562细胞的DNA 合成异常，这一结果也说明了c-myc可促进CML 疾病的转化。

4 问题和展望

随着各种检测方法以及RNAi 技术的不断发展，c-myc 基因在白血病中的作用研究日趋增多，但对于c-myc 基因变化对白血病分层诊断、预后判断及靶向药物治疗，受临床标本数量的局限性以及检测方法成本影响，目前研究较少。c-myc 基因在各种白血病中表达异常机制各不相同，即便同一类型白血病，可能也存在几种不同机制，在这些机制中，哪些对于白血病的进展影响较大，哪些可以决定白血病分层诊断以及预后等仍是未知，还需进一步的探索研究。

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