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【摘要】ccch型鋅指蛋白包含1到6個(gè)拷貝的CCCH類型的鋅指基序，折疊成特殊的指狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)與富含腺嘌呤和尿苷(AU)的mRNA3'端結(jié)合，參與調(diào)節(jié)mRNA代謝。作為轉(zhuǎn)錄因子，免疫調(diào)節(jié)因子和腫瘤抑制蛋白，臨床上與多種疾病密切相關(guān)。研究證實(shí)，CCCH型鋅指蛋白可通過(guò)調(diào)節(jié)血細(xì)胞的增殖、分化、凋亡參與白血病發(fā)生發(fā)展的進(jìn)程。靶向干預(yù)CCCH型鋅指蛋白或基因可能是一種治療白血病的有效方法，可為白血病的防治提供新的策略。

【關(guān)鍵詞】CCCH型鋅指蛋白；ZFP36；ZC3H12a；白血病

鋅指蛋白(zincfingerproteins)是一個(gè)超家族，其共同特點(diǎn)是由多個(gè)半胱氨酸和/或組氨酸組成鋅指結(jié)構(gòu)，并通過(guò)鋅離子來(lái)維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋅指能結(jié)合特定的核苷酸、蛋白質(zhì)或基因，選擇性調(diào)節(jié)基因表達(dá)。目前發(fā)現(xiàn)至少有14種類型的鋅指蛋白，如GATA、CCHH和CCCC型的鋅指蛋白等[1]。與CCHH或者CCCC型鋅指蛋白相比，CCCH型鋅指蛋白并不常見(jiàn)，約占所有鋅指蛋白的0.8%[2]。研究發(fā)現(xiàn)，CCCH型鋅指蛋白與人血細(xì)胞的增殖分化，免疫調(diào)節(jié)等密切相關(guān)[3-4]。急性白血病(leukemia)是造血系統(tǒng)的惡性腫瘤，根據(jù)細(xì)胞來(lái)源分為兩種：急性淋巴細(xì)胞白血病和急性非淋巴細(xì)胞白血病。主要治療手段是根據(jù)白血病危險(xiǎn)分層采用化療或化療聯(lián)合造血干細(xì)胞移植進(jìn)行治療，在有些特殊基因異常的白血病類型中尚可以聯(lián)合針對(duì)該基因的靶向治療。盡管目前治療方法逐漸進(jìn)步，療效也比過(guò)去有所提高，但高危白血病仍然療效有限，部分患者仍會(huì)復(fù)發(fā)進(jìn)展，最終死于白血病或其并發(fā)癥。白血病的治療困難和其發(fā)病機(jī)理常與基因突變、蛋白質(zhì)修飾等有關(guān)?；虻囊孜?，缺失和突變會(huì)擾亂重要的造血功能，如血細(xì)胞分化、增殖和凋亡[5]。CCCH型鋅指蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子，免疫調(diào)節(jié)因子和腫瘤抑制蛋白等，可通過(guò)JNK(c-JunN末端激酶)和NF-κB等多條信號(hào)通路參與白血病的發(fā)生發(fā)展[6]。本文基于前人的研究，對(duì)CCCC型鋅指蛋白在白血病中的作用做系統(tǒng)綜述，為白血病的治療提供思路，尋找線索。

1CCCH型鋅指蛋白的特點(diǎn)

1.1CCCH型鋅指蛋白的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

CCCH型鋅指蛋白質(zhì)包含1到6個(gè)拷貝的CCCH型的鋅指基序，基序由三個(gè)半胱氨酸(C)和一個(gè)組氨酸(H)通過(guò)zn+結(jié)合形成穩(wěn)定的手指結(jié)構(gòu)，并且在進(jìn)化中高度保[7]。Berg等研究定義CCCH鋅指基序的特征為C-X4-15-C-X4-6-C-X3-H[8]。CCCH鋅指蛋白選擇性地表達(dá)在各種動(dòng)植物中，通過(guò)調(diào)節(jié)各種基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)的修飾，執(zhí)行特殊的功能。通過(guò)與富含腺嘌呤和尿苷(AU)的mRNA3'端結(jié)合，參與調(diào)節(jié)mRNA的代謝。此外，還可以通過(guò)與DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的相互作用參與基因表達(dá)的調(diào)控[3]。目前，已發(fā)現(xiàn)大量結(jié)構(gòu)和功能各異的CCCH型鋅指蛋白廣泛分布在動(dòng)植物上。基因組分析鑒定發(fā)現(xiàn)，在擬南芥和水稻上分別有68和67個(gè)CCCH鋅指蛋白基因，玉米有68個(gè)ZmC3H(玉米半胱氨酸3組氨酸)基因，藜苜蓿有34個(gè)MtC3H基因和白楊中有91個(gè)PtC3H基因[9]。目前，哺育動(dòng)物中已發(fā)現(xiàn)多種CCCH型鋅指蛋白，如ZFP36家族、Zc3h12a家族、Roquin-1家族、P58TFL和P36TFL蛋白、Zc3h13等。這些鋅指蛋白可通過(guò)調(diào)控信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄后修飾，參與機(jī)體的正常生長(zhǎng)或多種疾病的發(fā)生[10]。研究發(fā)現(xiàn)，CH型鋅指蛋白與血液系統(tǒng)疾病[3，11]、免疫性疾病[13]和多種實(shí)體腫瘤[11]密切相關(guān)。

1.2CCCH型鋅指蛋白的生物學(xué)特點(diǎn)

CCCH型鋅指蛋白通過(guò)與DNA、RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的相互作用參與疾病的發(fā)生[6,10]。但是，CCCH型鋅指蛋白主要與RNA相互作用來(lái)調(diào)節(jié)mRNA代謝，包括mRNA剪接，多聚腺苷酸化、轉(zhuǎn)運(yùn)和降解[12]。含有CCCH-型鋅指基序的蛋白質(zhì)可以與富含AU的mRNA3'非翻譯區(qū)結(jié)合，從而介導(dǎo)靶mRNA降解。2000年，首次闡述一種新的抗病毒鋅指蛋白，可以直接結(jié)合到特定的病毒RNA序列，引起病毒mRNA降解[13]。近年也發(fā)現(xiàn)PARP13通過(guò)其四個(gè)CCCH型鋅指結(jié)構(gòu)基序與病毒RNA(如MLV、SINV和HIV)結(jié)合并募集細(xì)胞內(nèi)mRNA衰變因子使其降解[14]?？梢?jiàn)CCCH型鋅指蛋白可調(diào)控目的基因的表達(dá)，參與機(jī)體的調(diào)控或疾病的發(fā)生發(fā)展。

2CCCH型鋅指蛋白在白血病中的作用

造血是一個(gè)精密調(diào)控的過(guò)程，是將有限數(shù)量的造血干細(xì)胞增殖和分化為各種祖細(xì)胞，從而產(chǎn)生成熟并具有功能的血細(xì)胞。越來(lái)越多的證據(jù)表明，這一過(guò)程是受到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)，包括轉(zhuǎn)錄因子(如CCCH型鋅指蛋白)、細(xì)胞因子、miRNA和非編碼RNA等[15-16]。任何一種調(diào)節(jié)因子的異常表達(dá)，都可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞增殖、分化、凋亡異常，而這些變化都是白血病發(fā)生的潛在因素。在過(guò)去的研究中，發(fā)現(xiàn)CCCH型鋅指蛋白在白血病中具有重要的作用。CCCH型鋅指蛋白可作為轉(zhuǎn)錄因子，免疫調(diào)節(jié)因子和腫瘤抑制蛋白，通過(guò)與富含腺嘌呤和尿苷(AU)的mRNA3'端結(jié)合，參與白血病生成的所有步驟，包括細(xì)胞轉(zhuǎn)化、增殖、凋亡和血管生成等。雖然在哺乳動(dòng)物中，CCCH型鋅指蛋白數(shù)量眾多，但是其在白血病中的作用，研究主要集中在ZFP36家族和Zc3h12a鋅指蛋白家族成員。

2.1ZFP36家族在白血病中的作用

人ZFP36家族由三個(gè)廣泛表達(dá)的成員組成，即ZFP36(TIS11、TTP、Nup475、GOS24)、ZFP36L1(Tis11b、Berg36、ERF-1、BRF-1)和ZFP36L2(Tis11d、ERF-2、BRF-2)，另外，嚙齒動(dòng)物還具有ZFP36L3[17]在胎盤中特異性表達(dá)的特點(diǎn)，但是其在人的組織中未檢測(cè)到其表達(dá)[18]。該家族成員的特征在于在它們的編碼序列中存在非常特別的串聯(lián)鋅指基序，具有RNA結(jié)合功能，并且每個(gè)基序前面有前導(dǎo)序列(leadersequence)[19]。雖然這些旁系同源物基因位于不同的染色體中，但是ZFP36家族都可通過(guò)與不同靶mRNA3'非翻譯區(qū)富含AU端結(jié)合，增加靶mRNA的不穩(wěn)定性或促進(jìn)其降解[20]。ZFP36家族可作為轉(zhuǎn)錄因子和腫瘤抑制蛋白等，參與調(diào)節(jié)白血病細(xì)胞的增殖、分化和凋亡。在哺乳動(dòng)物中，ZFP36家族可調(diào)節(jié)血細(xì)胞增殖和分化。研究發(fā)現(xiàn)ZFP36L2敲除的小鼠造血功能紊亂。純合ZFP36L2基因敲處小鼠在出生約2周內(nèi)死于腸道或其他地方出血。

分析ZFP36L2基因敲除小鼠的外周血，發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血紅蛋白、血細(xì)胞比容和血小板減少，這表明ZFP36L2是血細(xì)胞生成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[21]。在過(guò)表達(dá)ZFP36L1和ZFP36的CD34+造血祖細(xì)胞中研究發(fā)現(xiàn)，該蛋白通過(guò)結(jié)合stat5bmRNA的3'UTR，介導(dǎo)stat5bmRNA降解，進(jìn)而損害紅細(xì)胞增殖[22]。ZFP36L1可通過(guò)靶向BLIMP1的表達(dá)，負(fù)向調(diào)節(jié)漿細(xì)胞分化[23-24]。此外，研究發(fā)現(xiàn)TTP的缺失，可導(dǎo)致自發(fā)和非細(xì)胞自主性(spontaneous，non-cell-autonomousgranulocytehyperplasia)的粒細(xì)胞增生，并伴隨炎癥細(xì)胞因子水平的升高。這些結(jié)果表明，ZFP36家族在血細(xì)胞增殖和分化中具有重要作用。在動(dòng)物模型中，發(fā)現(xiàn)ZFP36家族蛋白在惡性腫瘤中可作為腫瘤抑制蛋白來(lái)發(fā)揮其功能。在ZFP36L1和ZFP36L2基因敲除小鼠中研究發(fā)現(xiàn)，同時(shí)敲除ZFP36L1/L2，會(huì)損害小鼠胸腺發(fā)育并導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞白血病[25]。但是在單獨(dú)敲除ZFP36L1或者ZFP36L2基因的小鼠上不會(huì)發(fā)展為白血病，這提示ZFP36L1和ZFP36L2可以作為腫瘤抑制蛋白。此外，在伯基特淋巴瘤Eμ-Myc小鼠模型中，通過(guò)分析野生型和癌前Eμ-Myc的B細(xì)胞和Eμ-Myc淋巴瘤，發(fā)現(xiàn)TTP和Tis11b轉(zhuǎn)錄物在癌前和癌變的Eμ-MycB細(xì)胞中顯著減少，說(shuō)明TTP可能是腫瘤抑制因子，能夠阻止腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[26]。在人體淋巴細(xì)胞中，也發(fā)現(xiàn)ZFP36家族在惡性腫瘤中可作為的腫瘤抑制物。通過(guò)生物信息學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，急性骨髓性白血病患者的ZFP36L1的表達(dá)異常減少，并且在單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞分化過(guò)程中選擇性上調(diào)。

ZFP36L1可通過(guò)直接結(jié)合CDK6mRNA的3'UTR中的ARE，導(dǎo)致CDK6表達(dá)降低[4]。另外，在人類伯基特淋巴瘤中，TTPandTIS11B的表達(dá)明顯受到抑制[26]。通過(guò)以上小鼠和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了ZFP36家族蛋白作為腫瘤抑制蛋白在白血病發(fā)生中起負(fù)向調(diào)節(jié)作用，ZFP36的表達(dá)失調(diào)會(huì)引起白血病的發(fā)生。此外，白血病的發(fā)生通常與細(xì)胞凋亡途徑有關(guān)[27]。目前研究發(fā)現(xiàn)，ZFP36家族的鋅指基序與凋亡密切相關(guān)，可通過(guò)調(diào)節(jié)凋亡途徑的關(guān)鍵因子，進(jìn)而參與白血病的發(fā)生發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)ZFP36L1在RamosBurkittB淋巴瘤細(xì)胞和妥昔單抗誘導(dǎo)的B-慢性淋巴白血病細(xì)胞中具有促凋亡功能[23]。此外，突變體ZFP36因?yàn)槿狈︿\指基序，所以不能誘導(dǎo)凋亡，局限在細(xì)胞核；而野生型ZFP36位于細(xì)胞質(zhì)，具有鋅指基序，可以誘導(dǎo)凋亡[28]。說(shuō)明ZFP36的鋅指結(jié)構(gòu)域和N末端結(jié)構(gòu)域是保證ZFP36協(xié)同TNF-α誘導(dǎo)3T3cells凋亡的保證。近年研究發(fā)現(xiàn)，TTP可以通過(guò)鋅指基序靶向作用于TNF-αmRNA，改變mRNA的穩(wěn)定性，進(jìn)而通過(guò)凋亡途徑參與白血病的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)蛋白磷酸酶2A(PP2A)介導(dǎo)的TTP降解可以增加HL-60細(xì)胞和U937細(xì)胞中TNF-αmRNA的穩(wěn)定性，進(jìn)而引起細(xì)胞的凋亡[29]。最近研究也發(fā)現(xiàn)，用7-OMe-APBT處理U937細(xì)胞，使TTP表達(dá)下調(diào)，TNF-αmRNA的穩(wěn)定性和TNF-α表達(dá)就會(huì)增加，細(xì)胞凋亡增加；此外，過(guò)表達(dá)TTP則可以抑制TNF-α的上調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡受抑制。因此，ZFP36家族蛋白質(zhì)可以通過(guò)參與白血病的凋亡途徑，進(jìn)而影響白血病的發(fā)生發(fā)展。

2.2Zc3h12a家族在白血病中的作用

Zc3h12a與同源蛋白Zc3h12b，Zc3h12c和Zc3h12d構(gòu)成一個(gè)具有保守CCCH型鋅指基序的Zc3h12a家族[30]。其中，以Regnase-1(由Zc3h12a基因編碼)研究最多；最初命名為MCPIP1(單個(gè)核細(xì)胞趨化蛋白-1誘導(dǎo)蛋白-1)，因?yàn)樗梢杂扇送庵苎獑蝹€(gè)核細(xì)胞的MCP-1誘導(dǎo)產(chǎn)生[31]。它位于細(xì)胞質(zhì)中，主要分布在各種免疫細(xì)胞中，與多種細(xì)胞的分化增殖和免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。研究表明MCPIP1同ZFP36家族一樣是一個(gè)多功能蛋白，可通過(guò)調(diào)節(jié)RNA剪接，定位、翻譯和降解參與多個(gè)不同的信號(hào)通路，進(jìn)而參與白血病的發(fā)生[4]。Zc3h12a可以通過(guò)作用于mRNA，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的分泌、免疫細(xì)胞的增殖和分化。Matsushita等[32]發(fā)現(xiàn)Zc3h12基因缺陷的小鼠患有嚴(yán)重貧血，大多數(shù)死于內(nèi)12周；Zc3h12a-/-小鼠也能增強(qiáng)的血清免疫球蛋白水平和自身抗體的產(chǎn)生，同時(shí)伴隨著大量漿細(xì)胞數(shù)量的增加；此外，MCPIP1通過(guò)充當(dāng)RNase，靶向作用于IL-6和IL-12b的mRNA,可以減輕LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。此外，MCPIP可通過(guò)促進(jìn)單核細(xì)胞分化為內(nèi)皮樣細(xì)胞，對(duì)血管生成有重要影響[33]。由于白血病常常伴隨著免疫功能的紊亂，與多種細(xì)胞免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子水平變化有關(guān)，因此可以推測(cè)，Zc3h12a可能通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分化和增殖和細(xì)胞因子的水平在白血病中起作用，但具體機(jī)制有待深入研究。同時(shí)MCPIP1具有去泛素化活性，可通過(guò)干擾其他信號(hào)分子的泛素化參與多條信號(hào)通路。研究報(bào)道，MCPIP1通過(guò)干擾上游信號(hào)分子的泛素化(如：TNF受體相關(guān)因子)來(lái)抑制JNK(c-JunN末端激酶)和NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)[7]。

此外，DNA損傷誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的激活在細(xì)胞反應(yīng)中起重要作用。Niu等[34]發(fā)現(xiàn)在基因毒性應(yīng)急下，去泛素化酶USP10可通過(guò)MCPIP1與NEMO相互作用，降低NEMO的泛素化，進(jìn)而降低IKK和NF-κB的活化。NF-κB是一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子家族，參與白血病生成的所有步驟，包括細(xì)胞轉(zhuǎn)化、增殖、凋亡和血管生成等。因此，MCPIP1可能可通過(guò)干擾其他信號(hào)分子的泛素化參與白血病的發(fā)生。Zc3h12b、Zc3h12c、Zc3h12d類似于Zc3h12a，也含有CCCH-鋅指結(jié)構(gòu)域，但是其在血液性疾病中的作用尚不清楚[35]。研究表明，Zc3h12c的過(guò)表達(dá)可以減少TNFα誘導(dǎo)IKKα/β，IκBα磷酸化和p65核易位，表明Zc3h12c可能通過(guò)抑制NF-κB(核因子κB)通路來(lái)發(fā)揮其抗炎功能[35]。Minagawa等[36]發(fā)現(xiàn)ZC3H12d在調(diào)節(jié)淋巴瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和存活中發(fā)揮重要作用。在轉(zhuǎn)化濾泡淋巴瘤中，IGK@和t(2;6)(p12;q25)的易位會(huì)引起腫瘤抑制基因ZC3H12d的失調(diào)。此外，ZC3H12d通過(guò)靶向作用于細(xì)胞因子和NF-κB的mRNA，可抑制初發(fā)炎癥和慢性炎癥的進(jìn)展[38]。雖然，Zc3h12c和ZC3H12d可通過(guò)多條途徑來(lái)發(fā)揮其抗炎功能，但是，在白血病中的作用機(jī)制與Zc3h12b一樣還不清楚，有待進(jìn)一步的研究。

2.3其他CCCH型鋅指蛋白在白血病中的作用

目前，除了ZFP36家族和Zc3h12a家族參與白血病的發(fā)生發(fā)展外。在動(dòng)植物中還發(fā)現(xiàn)大量CCCH型鋅指蛋白，如Roquin-1家族、P58TFL和P36TFL蛋白、Zc3h13等，但大部分在白血病的作用機(jī)制尚不明確。有研究報(bào)道，含有CCCH型鋅指基序的P58TFL和P36TFL蛋白在正常人淋巴細(xì)胞中顯著表達(dá)，但在一些白血病/淋巴瘤細(xì)胞系中有缺陷；在小鼠Ba/F3前B細(xì)胞系和人白血病Jurkat細(xì)胞系中過(guò)表達(dá)的P58TFL或P36TFL，可通過(guò)抑制視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白(Rb)磷酸化，進(jìn)而將細(xì)胞周期阻止在G1期[38]。此外，RNA結(jié)合蛋白R(shí)oquin-1(Rc3h1)抑制誘導(dǎo)型共刺激ICOS和干擾素γ在T細(xì)胞的表達(dá)，以防止濾泡輔助性T細(xì)胞增殖分化[39-40]?？偠灾?，像Roquin-1和Zc3h13等這些CCCH型鋅指蛋白在白血病中的具體功能和意義還有待進(jìn)一步的研究。

3結(jié)語(yǔ)

鋅指蛋白在自然界分布廣泛，進(jìn)化保守，是生物體內(nèi)不可或缺的調(diào)節(jié)因子，與多種生物功能密切相關(guān)，其與人類疾病的關(guān)系近年來(lái)逐漸受到關(guān)注，但目前對(duì)其參與白血病發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制尚缺乏認(rèn)識(shí)，也未見(jiàn)以鋅指蛋白作為治療靶點(diǎn)的相關(guān)研究報(bào)道。隨著其在血液病中的功能與作用被逐步闡明，針對(duì)鋅指蛋白的基因治療或藥物靶點(diǎn)將有望誕生。

作者：陳偉娟，吳颯綜述；楊志剛審校 單位：廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院血液內(nèi)科