穆小伟,雷建灵
(1.内蒙古医科大学研究生院,内蒙古自治区 呼和浩特 010030;2.内蒙古医科大学附属人民医院肿瘤内科,内蒙古自治区 呼和浩特 010030)
在全球,淋巴瘤是第六大最常见的癌症之一。而来源于B淋巴细胞的弥漫性大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma, DLBCL)是非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin lymphoma,NHL)中最常见的亚型,具有高度侵袭性和异质性的特点。Krüppel样因子(Krüppel-like factors,KLFs)是一种锌指转录因子,该基因属于SP/KLFs家族,其中的17个基因已在人类中被发现[1]。KLF4在KLF家族中备受关注,但KLF4与DLBCL关系的研究报道较少,且对DLBCL发生与发展的影响和机制了解尚浅,所以本文将对目前KLF4与DLBCL的研究进展进行综述。
1998 年人类的KLF4基因首先在人脐静脉内皮细胞的cDNA文库中被发现,位于人染色体9q31,包含了5个外显子,且将一个470个氨基酸残基组成的蛋白质进行了编码[2]。KLF4发挥生物学效应的基础,是源于它有着多个功能结构域,即转录调节结构域,DNA结合结构域以及核定位序列,而核定位序列有两个,分别位于锌指结构的N-端和第一个锌指结构域的前方,双方互补并紧密相连,起到将KLF4转移至核内的作用[3]。
KLF4分布广泛,在肺、角膜、胸腺细胞、淋巴细胞、内皮细胞等组织中均广泛表达,尤其在有丝分裂后终末分化的上皮细胞如胃肠道、皮肤、口腔等呈高度表达,而由于其在胃肠道的上皮细胞中表达最多,也因此称其为胃肠富集型Krüppel样因子[2]。
KLF4因为有着多种结构域,所以和不同的转录因子结合时会发挥不同的作用。KLF4是DNA结合的转录调节因子,控制细胞周期的调控、增殖分化和凋亡等重要过程。KLF4调节细胞周期的一个主要机制是通过诱导细胞周期素依赖性激酶抑制因子(CDKN1A)的表达,使细胞周期停滞于G1/S和G2/M期[1]。
KLF4除了参与调节干细胞的自我更新和细胞衰老等生理过程,同时也参与了如肿瘤发生、炎症形成等病理生理过程[4-5]。相关研究表明KLF4的表达依赖于P53基因,且KLF4的表达与DNA损伤程度呈负相关。KLF4在细胞静止或者DNA轻度损伤后被P53激活,而在DNA严重损伤时KLF4则通过增强mRNA的转换而受到强烈抑制,从而不可逆转的导致细胞凋亡;并且若阻断KLF4对严重DNA损伤的抑制可抑制P53介导的细胞凋亡,而KLF4诱导的轻度DNA损伤则使P53反应从细胞周期阻滞转变为细胞死亡[6]。研究表明,MKP-1可以使KLF4磷酸化,而磷酸化修饰后的KLF4可以进入细胞核,与P53相结合,并阻止YB-1、YY1、BCL-6等转录因子与P53基因的启动子结合,从而抑制P53的表达,起到促进恶性肿瘤细胞增殖的作用[7]。
KLF4既可以作为癌基因,也可以作为抑癌基因,也主要取决于肿瘤的类型、组织或肿瘤分期,而这些变化经常是在p53和p21以及p27等分子的帮助下通过加工或翻译后的修饰来完成的[1]。已有研究证明,KLF4在胃癌、食管鳞癌、结直肠癌、肺癌、肝细胞癌[8]中表达下调,提示KLF4发挥了抑癌基因的作用。同时研究表明当KLF4作为癌基因时则会在乳腺癌、口腔的鳞癌以及黑色素瘤[9]中过表达。另外有学者发现,在血液系统肿瘤如滤泡淋巴瘤、伯基特淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤以及经典的霍奇金淋巴瘤中,KLF4则发挥着抑癌基因的功能,但往往由于基因甲基化而使其表达减低[10-11]。
Wnt信号通路有两条,一条为经典Wnt信号通路,另一条是非经典的Wnt信号通路。经典的Wnt信号通路,即Wnt/β-catenin通路,目前研究较多。在细胞的增殖、分化、迁移和凋亡等过程中均参与调控。众多学者已证明,在DLBCL中Wnt信号通路常作为一条重要的信号通路参与其发生发展[12-14]。研究发现在大肠癌中,KLF4是Wnt/β-catenin通路的负调控因子,KLF4被激活后,会直接结合并且隔离细胞核内的 β-catenin,阻止 Wnt/β-catenin通路的激活,反之若下调KLF4则会促使Wnt/β-catenin信号通路的激活,进而促进肿瘤的形成[15-16]。Li等[11]也证明了,在套细胞淋巴瘤中使用去甲基化药物5-azaC恢复KLF4的表达,可抑制细胞核β-catenin的表达,并呈剂量依赖性,提示KLF4作为肿瘤抑制因子在套细胞淋巴瘤中负性调节Wnt/β-catenin信号通路,并且KLF4的下调可能与高甲基化有关。基于以上研究可以证明,在Wnt/β-catenin信号通路中,KLF4起着至关重要的作用。因此,深入对DLBCL中的KLF4与Wnt/β-catenin信号通路的作用机制的研究是非常有意义的。
转化生长因子 β(transforming growth factorβ,TGF-β)是广泛的细胞因子超家族中的一员,它是一种具有多效性二聚体的细胞因子,在调节细胞的生长、分化以及多种病理、生理过程发挥着重要作用[17]。TGF-β在哺乳动物组织中有三种不同的亚型,分别是:β1、β2、β3,其中 TGF-β1在生物调控中是最丰富和普遍表达的类型,并且可调控细胞的免疫和增殖等功能,与肿瘤的发生和发展也息息相关[17-18]。研究表明,TGF-β1在不同的肿瘤细胞或者相同肿瘤的不同时期发挥不同的作用,并且在肿瘤发展的早期,TGF-β1起到抗肿瘤的作用,相反的是,在肿瘤发展的中晚期,则会起到促进肿瘤生长的作用[19-20]。有研究报道,TGF-β可以促进DLBCL的发生,源于TGF-β具有强大的免疫调控作用,可以将人体内的淋巴细胞诱导转化成为Treg细胞,使Treg中叉状头转录因子家族成员(forkheadbox P3,Foxp3)过度表达,从而达到维系CD4+CD25+Treg细胞的作用[21]。国内已有研究表明,TGF-β在DLBCL细胞系及淋巴结组织中均是高表达的。Sun等[22]也证明了在肝细胞癌中,Smad7是TGF-β的关键负调控因子,KLF4可以转录激活Smad7的表达,而KLF4的缺失则会下调Smad7,进一步导致TGF-β的过度激活,从而促进肝细胞癌的发生。以上研究提示了KLF4的表达下调可能会使TGF-β通路过表达,导致肿瘤的发生和转移,同时也为后续KLF4和TGF-β通路共同作用于DLBCL中的机制研究提供思路。
磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol3-kinase,PI3K)根据其构造和功能可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型,但在肿瘤细胞广泛变异的是Ⅰ型。蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)是PI3K的下游效应因子,通过磷酸化作用,对细胞的生长和凋亡,有促进和抑制的作用[23]。PI3K/Akt信号通路广泛存在于人体各种组织中,并在细胞的生长、代谢、分化、生存中起着关键的作用。此外,在恶性肿瘤细胞的增殖、凋亡等过程中,PI3K/Akt也扮演着重要角色[24]。根据研究得知,PI3K/Akt通路在弥漫性大B细胞淋巴瘤[25]、伯基特淋巴瘤[26]、套细胞淋巴瘤和急性淋巴细胞白血病中具有促进细胞生长,抑制凋亡的作用[27]。有国内的研究表明,KLF4在DLBCL中低表达,如果对KLF4过表达,则发现DLBCL细胞的增殖和侵袭迁移会受到明显抑制,并且DLBCL细胞中p-Akt和p-PI3K蛋白水平也会明显降低,这说明了KLF4的过表达能够抑制PI3K/Akt信号通路,从而也提示了KLF4对PI3K/Akt信号通路的抑制,可能与其对DLBCL细胞增殖和侵袭转移的抑制作用有关,因此KLF4有希望成为DLBCL的潜在治疗靶点[28]。
综上所述,KLF4作为抑癌基因,在信号通路中有着不可替代的重要作用。这是为了更进一步地了解DLBCL的发生奠定了基础,也为临床治疗提供了新的思路。可是现在关于KLF4与DLBCL的关系研究的还不是很多,为了使其尽可能成为DLBCL的治疗靶点之一,判断DLBCL的预后,未来有很大的必要对其机制进行深入研究。