Slfn2相关功能研究进展

汤婧，刘霖，邢兵，李鑫，蒲仕明

(1. 广西师范大学生命科学学院，广西 桂林 541004；2. 广西高校干细胞与医药生物技术重点实验室，广西 桂林 541004；3. 广西师范大学生物医学研究中心，广西 桂林 541004)

Schlafen(简称Slfn，来自德语单词schlafen或sleeping)蛋白首先是在小鼠中被鉴定的，最初被描述为在胸腺细胞成熟过程中转录的家族基因[1]。在人类和小鼠中分别包含6个、10个Slfn家族成员，它们位于同一条染色体上，且彼此相邻[2-3]。通常可根据Slfns的大小和域组成分为三个亚组：第一亚组大小在37～42 kDa范围内，第二亚组的大小为58～68 kDa，第三亚组大小为100～104 kDa[4]。有证据表明，该蛋白质家族的成员参与许多重要功能，例如控制细胞周期进程和生长停滞，诱导免疫反应和调控病毒复制[3]。

小鼠Slfn家族有10个成员，均分布在三个亚组中，目前人们仅将其中3个成员(Slfn1、Slfn2和Slfn3)进行了广泛的研究[1，4-8]。这3个成员中Slfn2基因位于小鼠11号染色体上，其编码的蛋白分子量大小约为42 kDa[9-10]，属于第一亚组。尽管Slfn2没有人类直系同源物，但它与人类基因组编码的七个旁系同源物中的SLFN12和SLFN12L最相似[11]。Slfn2参与细胞生长发育和分化，在维持T细胞静息和抗肿瘤作用中起重要作用，此外，Slfn2还是造血干细胞(HSCs)的关键调节因子。

1 Slfn2参与细胞分化和生长发育

破骨细胞是源自骨髓祖细胞的骨吸收细胞，它与成骨细胞的活性平衡对于骨骼的稳态而言至关重要。破骨细胞分化过程中的关键因素是NF-κB受体激活蛋白配体(RANKL)[12]。Lee NK等[6]通过蛋白质组学方法鉴定出Slfn2是RANKL高度诱导的蛋白质之一，并发现Slfn2的下调或过表达，改变了RANKL信号途径上关键蛋白c-Jun的磷酸化情况和NFATc1(NFAT家族成员，对破骨细胞形成至关重要)的表达，表明了Slfn2在破骨细胞分化过程的重要性。与此同时，Omar I等[13]通过分析系统发育谱发现，Slfn基因家族与破骨细胞相关基因共同进化，并在Slfn2功能丧失的Slfn2eka/eka模型小鼠中探究到Slfn2的突变会导致破骨细胞祖细胞数量减少，进而导致破骨细胞数量显著减少，证明Slfn2在正常破骨细胞形成中不可或缺。另外，研究还发现由Slfn2功能丧失引起的慢性内质网应激(ER应激)可能是控制破骨细胞祖细胞数量减少的主要机制[13]，而Slfn2eka/eka小鼠中破骨细胞祖细胞稳态平衡缺陷可能是由胆固醇累积引起的[14]。

Slfn2不仅在破骨细胞分化中起重要作用，还影响了祖细胞向T细胞和自然杀伤(NK)细胞发育和分化的过程。T细胞/NK细胞前体DN1(CD44+CD25-)和DN2(CD44+CD25+)保留着分化为T细胞和NK细胞的能力[15]。Ahmadi S等[15]通过实验显示，Slfn1和Slfn2对DN2祖细胞成熟为T细胞或NK细胞都具有深抑制作用。另一方面，关于Slfn基因抗增殖活性的报道目前存在着一些差异，如Zhao L等[16]报道Slfn1和Slfn2在骨髓中可能不具有生长抑制作用。因此，为直接地评估Slfn蛋白能否影响细胞生长，Ahmadi S等[15]再现了Slfn1和Slfn2在NIH/3T3细胞中的生长抑制作用，支持了Slfn2参与调控T细胞和NK细胞发育的观点。

2 Slfn2参与免疫细胞的调节

免疫系统充斥着大量的B细胞和T细胞，在免疫反应中等待抗原的刺激激活，从而退出静息状态，进入活跃的细胞周期并获得相应的效应器功能来对抗病原体入侵，因此幼稚T细胞保持静息状态对于维持正常的生理功能来说至关重要。

Berger M等[11]描述了一种新型的由N-乙基-N-亚硝基脲(ENU)诱导的、发生在小鼠11号染色体上的Slfn2、名为Elektra的突变所揭示的遗传性免疫缺陷：突变小鼠胸腺细胞正常发育，但大多数外周T细胞表现出半活化表型，并在受到刺激后通过固有的凋亡途径特异性地凋亡，此外，激活信号也会引发炎性单核细胞死亡。由此首次证明了Slfn2在体内免疫细胞中维持静息的作用。Horton MR等[17]针对Slfn2维持静息的机制提出了线索：在Elektra小鼠的T细胞中抗凋亡因子Bcl-2的表达特别低，Bcl-2的转基因表达虽然阻止了Elektra小鼠的CD4+和CD8+T细胞的凋亡，但却不能阻止这些细胞表现出半激活状态。FOXO1和Tsc1是T细胞中公认的静息维持因子，此外，二者在保护细胞免受氧化应激或ER应激方面也起主要作用，这强烈暗示着静息、新陈代谢和应激信号之间的密切关系[18]。Omar I等[18]证明了Elektra T细胞在稳态条件下显示出慢性ER应激，通过耗尽XBP1/CHOP——未折叠蛋白反应(UPR)介导细胞凋亡的介体，从而调节ER应激反应，进而可以恢复Elektra T细胞的生存能力并部分改善Elektra T细胞的发育异常和增殖能力，这首次证明了Slfn2诱导的T细胞静息与ER稳态之间存在着功能联系。继上述研究后，Omar I等[14]进一步探究发现由于碱基突变引发的Slfn2蛋白功能的丧失致使Elektra T细胞的游离胆固醇和胆固醇酯水平升高，由于胆固醇在T细胞从静息状态到活动状态的转变中起着重要作用，而内质网调节胆固醇和脂质的合成，表明通过预防ER应激来调节胆固醇水平是Slfn2调节静息机制的重要组成部分。

针对Slfn2调节T细胞静息的研究，Goldshtein A等[2]还首次发现了靶向Slfn2及其人类旁系同源物对T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)治疗的潜力。T-ALL是由胸腺内T细胞分化过程中特定阶段出现的恶性胸腺细胞引起的恶性肿瘤[19]。Goldshtein A等[2]通过研究表明，Slfn2中的Elektra突变可使T细胞淋巴瘤细胞的增殖潜能和存活受损，以及部分地使P53肿瘤抑制蛋白活化，完全阻止了由Bcl-2的过表达与小鼠FAS缺陷结合引起的严重淋巴细胞增生性疾病，从而使小鼠免受类似于人T-ALL疾病的侵害，这是一种通过促进白血病细胞异常发育来逆向治疗的策略。由于Slfn2中的Elektra突变似乎仅会损害T细胞和单核细胞，不会损害造血干细胞的移植能力，最重要的是，Slfn2没有致癌性，它的过度表达似乎导致的是细胞生长停滞，因此不具有引发癌症的潜力，另外，Slfn2的野生型功能对于T-ALL的形成至关重要，因此靶向Slfn2的淋巴增生性疾病治疗策略似乎极具突破性和潜力[2]。

3 Slfn2参与抗肿瘤作用

肿瘤是一种多基因异常疾病，原癌基因的激活或抑癌基因、凋亡相关基因的失活是肿瘤发生、发展的分子基础。抑癌基因的研究对阐明细胞增殖分化过程的调控和癌变机制具有重要意义[20]。刘梦伊等[20]发现肿瘤细胞中有Slfn2基因稳定表达后，其生长增殖速度明显减缓，迁移能力也显著降低，表明Slfn2基因可能是一个潜在的肿瘤抑制基因。

Ⅰ型干扰素(IFNs)是体外和体内正常细胞和恶性细胞生长的有效抑制剂，在针对癌症的免疫监视中起着至关重要的作用[21-24]。Katsoulidis E等[4]首次报道参与诱导IFNs抗增殖作用的信号能被Slfn2特异性地介导，在不依赖锚定的细胞生长的控制中起着重要作用，Slfn2针对IFNs的特异性或有助于优化IFN的抗肿瘤作用。与此相关的是Fischietti M等[25]也进行了关于Slfn2参与调节IFN反应的研究，研究结果表明Slfn2在Ⅰ型IFN介导的STAT1和NF-κB活化的调节/平衡中起关键作用[25]。NF-κB信号传导涉及许多人类疾病的发病机制，包括炎性疾病、癌症、自身免疫疾病和病毒感染[26-27]，因此靶向SLFN蛋白可能是调节由NF-κB信号传导介导的Ⅰ型IFN应答的机制。

Mavrommatis E等[28]对小鼠恶性黑色素瘤和肾细胞癌(RCC)细胞中不同小鼠Slfn基因的IFN诱导表达和生物学相关性进行了系统分析。数据显示经IFN处理的小鼠黑色素瘤细胞系和小鼠肾癌细胞的Slfn2表达水平会明显升高，且Slfn2在控制小鼠恶性黑色素瘤细胞增殖和/或锚定非依赖性细胞生长中起着重要作用[28]。因此，通过调控Slfn2的表达可能为恶性肿瘤的治疗提供新方法。胡迎春等[29]研究发现白细胞介素-1(IL-1)可通过JNK/MAPK通路来调控Slfn2基因的表达。Sohn WJ等[1]研究证明CpG-DNA(一类以CpG二核苷酸为核心的未甲基化的特殊DNA序列)和脂多糖(LPS)通过激活巨噬细胞中的NF-kappa B和AP-1途径来触发Slfn2基因的表达。

4 Slfn2参与造血干细胞(HSCs)调控

Slfn2参与调节T细胞静息，由于静息同样也是HSCs的关键特征，且Slfn2在长期HSC(LT-HSC)中高度表达，Warsi S等[30]在相关报道中假设Slfn2在HSCs中起作用，并对此研究发现：Slfn2功能丧失的Elektra纯合小鼠显示出原始造血细胞功能缺陷，HSCs的再生能力显著降低，推断Slfn2是HSC的关键调节因子。

5 展望

综上，Slfn2功能及其相关机制表明了其在细胞生长发育、分化，以及免疫系统调节、HSCs调节、抗肿瘤中的重要作用，尤其关于Slfn2调节T细胞静息的研究最为充分。由于HSCs对于维持免疫系统和造血系统的平衡、稳定以及损伤修复极其重要，因此静息状态的维持对于HSCs来说同样至关重要，探究正常与病理状态下Slfn2表达的差异以及所出现的差异表型，分析Slfn2是否和通过怎样的方式调节了HSCs静息、自我更新、分化等功能将非常有意义。此外，确定Slfn2具体通过怎样的分子机制参与IFN调节，是否可以通过选择性地诱导IFN基因表达的方法来特异性地促进IFN的抗肿瘤作用，或许可以为优化IFN临床治疗策略提供新的突破口。而通过研究Slfn2可能涉及到的相关信号传导网络，敲除或抑制相关重要基因，或许能了解Slfn2发挥其功能的机制；通过蛋白组学内容如免疫共沉淀，或将更有利于鉴定与Slfn2蛋白相互作用的分子。随着对Slfn2功能研究的深入和分子生物学的发展，Slfn2的调控分子网络必将被完善，其在各种生理生化功能中的作用与意义也必将被明晰，可为开辟靶向Slfn2的新型临床治疗方案提供思路。