蔣琴 陳堯

[摘要] 1992年，SET基因在1例急性白血病患者中被鑒定。之后，許多文獻報道了SET基因及SET蛋白在白血病中存在表達，并對SET基因在白血病發(fā)生發(fā)展中所起的作用進行了研究。與此同時，在卵巢癌中也出現(xiàn)了關(guān)于SET基因的研究報道。現(xiàn)綜述近年來SET基因及SET蛋白在白血病和卵巢癌中的表達情況，就SET基因在白血病發(fā)生發(fā)展的作用機制中闡述了SET基因與腫瘤相關(guān)因子PP2A和nm23的相互關(guān)系，以及SET基因與PP2A及nm23相互作用后所發(fā)揮的生物學(xué)功能。

[關(guān)鍵詞] SET；白血??；卵巢癌；CAN；PP2A；nm23

[中圖分類號] R73-3???[文獻標識碼] A???[文章編號] 2095-0616（2012）21-09-03

1992年，Von Lindern等[1]在一名為SE的急性未分化型白血病患者中發(fā)現(xiàn)9號染色體異位產(chǎn)生了SET-CAN融合基因，鑒定出了SET基因，取名為SET基因（patient SE translocation，SET）。該基因位于人類9號染色體，共含2 936個堿基，其開放讀碼框包含834個堿基，編碼蛋白包含277個氨基酸，蛋白分子量為39kD。研究發(fā)現(xiàn)SET基因與多種生物調(diào)控相關(guān)，所以有多個名稱：如模板活化因子-1、蛋白磷酸酶2A抑制劑-2（inhibitor of protein phosphatase 2A-2，I2PP2A）、組織相容性白細胞抗原Ⅱ相關(guān)蛋白（PHAP Ⅱ）、顆粒酶A激活的DNA酶活化抑制劑（inhibitor of GzmA-activated dnase，IGAAD）等，常用名稱為SET。SET基因轉(zhuǎn)錄剪切產(chǎn)生2個亞型，SET/TAF-Iα和SET/TAF-Iβ。研究發(fā)現(xiàn)，在急性未分化型白血病中，僅發(fā)現(xiàn)SET/TAF-Iβ亞型；在小鼠卵巢、睪丸、MA-10細胞和爪蟾卵文獻研究中，亦發(fā)現(xiàn)SET/TAF-Iβ為主要存在形式 ；進一步研究證實SET/TAF-Iβ促進DNA復(fù)制、染色質(zhì)轉(zhuǎn)錄和精子染色體解聚的活性均明顯高于SET/TAF-Iα，提示SET/TAF-Iβ亞型可能在SET蛋白發(fā)揮生物學(xué)作用中起主要作用[2]。

1?SET基因與惡性腫瘤的關(guān)系

1.1?SET基因的發(fā)現(xiàn)

1992年，Von Lindern等[1]在1例急性未分化型白血病患者中發(fā)現(xiàn)9號染色體異位，但是并未能檢測到DEK基因，之后通過基因組和cDNA克隆技術(shù)進一步研究發(fā)現(xiàn)在染色體異位斷點與CAN基因融合的不是DEK基因，而是一個未知的基因，由于此未知基因是在名為SE的患者中發(fā)現(xiàn)，而且是因染色體異位導(dǎo)致該基因與CAN基因融合，因此為此新基因取名SET（patient SE translocation）。Adachi等[3-4]根據(jù)SET基因開放讀碼框預(yù)測出3個合成肽結(jié)構(gòu)，使用兔血清制備了3種SET蛋白抗體，之后在紅血病K562細胞株中分別使用這3種抗體進行了免疫沉淀實驗，均分離出了一種39kDa的蛋白。蛋白質(zhì)測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種39kDa的蛋白就是SET蛋白，他們還通過免疫印跡實驗發(fā)現(xiàn)SET蛋白在T細胞型白血病病毒I型細胞株、上皮癌細胞株、成骨肉瘤細胞株、紅白血病細胞株等多種人類細胞株中存在。

1.2?SET基因在白血病發(fā)生發(fā)展中的作用

Quentmeier等[5]發(fā)現(xiàn)在急性T細胞型淋巴母細胞白血病細胞株LOUCY和急性髓型白血病細胞株MEGAL中存在SET-CAN鑲嵌融合基因的表達，研究提示：SET和CAN融合基因的轉(zhuǎn)錄本的形成需要剪接的設(shè)置斷點位于SET外顯子8的終止密碼子的下游，因此LOUCY和MEGAL細胞株可以作為研究SET-CAN融合基因的良好模型，有利于研究SET-CAN蛋白的細胞學(xué)功能。為進一步研究SET基因在人類急性未分化型白血病中的作用，Satio等[6]培養(yǎng)了表達SET蛋白的轉(zhuǎn)基因小鼠，這些轉(zhuǎn)基因小鼠有以下癥狀：貧血、血小板減少、脾腫大，同時伴隨外周血中c-kit+骨髓細胞大量增加，這些癥狀與急性未分化型白血病癥狀相似。大部分的轉(zhuǎn)基因小鼠在出生6個月之后逐漸死亡，他們發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因小鼠的外周血中出現(xiàn)紅細胞、巨核細胞、B細胞的造血分化功能減弱，這些結(jié)果表明SET-CAN融合蛋白能夠阻斷造血分化功能——這是急性髓性白血病的一個重要特征。

關(guān)于SET-CAN融合蛋白在白血病中如何發(fā)揮作用，Van Vlierberghe等[7]報道在急性T淋巴母細胞型白血病合并HOXA（homeobox A，HOXA）增高病例中，發(fā)現(xiàn)了SET-CAN融合蛋白，這種融合蛋白能夠?qū)е翲OXA族基因表達升高。同源盒基因（homeobox gene，HOX）首先發(fā)現(xiàn)于果蠅體內(nèi)，亦廣泛存在于線蟲、果蠅、老鼠和人類等物種中。HOX家族包括39個成員，分為A、B、C、D四組，依次位于人類7、17、12及2號染色體上，每組包括9～11個基因，其中HOXA包含HOXA1～HOXA11，一共11個基因。越來越多的證據(jù)表明表明，HOXA與造血調(diào)控密切相關(guān)，在白血病形成中起重要作用，其表達升高可能導(dǎo)致白血病的發(fā)生，尤其以HOXA9及HOXA10的報道居多。其中HOXA9在急性髓系白血病（AML）中表達較為普遍，除FAB分型為M3型的AML外均高度表達，在慢性粒細胞白血病和骨髓增生異常綜合征——原始細胞增多型中也有表達。HOXA9在鼠骨髓細胞中無限制的表達3～10個月后，將不可避免的導(dǎo)致白血病的發(fā)生。HOXA10在人類急性白血病和白血病細胞株中多與HOXA9共同表達。轉(zhuǎn)染HOXA10的CD34+造血干細胞，其髓系增殖能力明顯提高，最終誘導(dǎo)白血病的發(fā)生。HOX在白血病發(fā)病中主要通過融合其他基因發(fā)揮作用，諸如與ME1S1，PBX1等基因融合，但具體的作用機制及上下游的信號分子還不清楚[8-9]。此外，還有研究報道在急性未分化型白血病中SET-CAN融合蛋白與糖皮質(zhì)激素的相互作用。而糖皮質(zhì)激素對治療血液疾病療效較好，特別是急性淋巴細胞性白血病。Ichijo等[10]研究表明SET-CAN融合蛋白能夠阻止糖皮質(zhì)激素受體（glueoeorticoid receptor，GR）誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄。因此在急性未分化性白血病中，SET-CAN融合蛋白能夠引發(fā)急性未分化白血病對糖皮質(zhì)激素的抵抗，在使用糖皮質(zhì)激素治療表達SET-CAN融合蛋白的白血病時，治療效果較差。以上SET-CAN融合基因與糖皮質(zhì)激素的關(guān)系研究提示：SET-CAN融合基因可能在白血病的發(fā)展中起重要作用，其與糖皮質(zhì)激素的相互作用為白血病治療方案的選擇提供了一個線索，并為研發(fā)更多的白血病治療手段提供了一個有力的靶點。

1.3?SET基因在卵巢癌中的研究

近年來，在卵巢癌中也有關(guān)于SET基因的報道，但只有關(guān)于SET基因在卵巢癌組織中的表達研究，尚無細胞水平及作用機制的研究。2006年，Ouellet等[11]收集了235例不同分期的卵巢癌患者的腫瘤組織進行了免疫組織化學(xué)實驗，研究SET復(fù)合物（SET，APE1，NM23以及HMGB2）在卵巢癌組織中表達情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SET的蛋白表達量與腫瘤的分化程度顯著相關(guān)，特別是0期與1、2、3期的比較，分期越高SET的蛋白表達量也越高。Diao等[12]利用cDNA微陣列技術(shù)比對多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）患者的腫瘤卵巢組織和正常人卵巢組織的基因表達發(fā)現(xiàn)SET基因的差異表達，并且熒光定量PCR結(jié)果進一步顯示：PCOS患者腫瘤組織的SET基因mRNA表達上調(diào)。

2?SET基因與腫瘤相關(guān)基因的相互作用

2.1?SET基因與PP2A

2.1.1?PP2A的結(jié)構(gòu)與功能?PP2A（protein phosphatase 2A，PP2A）是一種三聚體蛋白，由催化亞基——C亞基、結(jié)構(gòu)亞基——A亞基和調(diào)節(jié)亞基——B亞基三部分組成，每個亞基又各含有不用的亞型。其中A亞基又名PR65，包含Aα和Aβ兩種亞型；B亞基包含B、B、B、B四個家族，其中B家族包含PR55α、PR55β、PR55γ、PR55δ四個亞型，B 家族包含PR61α、PR61β、PR61γ、PR61δ、PR61ε五個亞型，B家族包含PR72、PR130、PR59、PR48四個亞型，B家族包含PR93及PR130兩個亞型；C亞基包含Cα和Cβ兩種亞型[13-14]。PP2A作為磷酸化絲氨酸/蘇氨酸殘基蛋白磷酸酶（phosphoserine and phosphothreonine residuphosphatase，PPP）家族中地位顯赫的一員，在細胞中與許多非常重要事件的發(fā)生都有著密切的關(guān)系。PP2A參與細胞周期調(diào)控。PP2A主要在G2/M相過渡和M期的終止時，參與一系列磷酸化的過程，阻止細胞進入有絲分裂期。在G2期，細胞周期調(diào)控因子Cdc2（cell division cyclin 25，Cdc25）的3個磷酸化位點：Thr161，Thr14和Tyr15均被磷酸化失活。Cdc25可使Thr14和Tyr15去磷酸化，激活M-期促進因子（M-phase-promoting factor， MPF），使一些特異性底物磷酸化，啟動有絲分裂的進程。有絲分裂末期，MPF隨著周期素B的降解和的Thr161去磷酸化而失活。研究顯示，PP2A可通過抑制Cdc25的活性而保持MPF無活性狀態(tài)，使細胞停留于G2期。同時抑制Cdc25的Thr161磷酸化通路，促進M期終止。此外，PP2A還可能使一些和M期有絲分裂活動有關(guān)的生理性底物去磷酸化，與G2周期素形成G2-PP2A-B-C復(fù)合物阻抑細胞周期的進展。PP2A可能通過Caspase-3，Bcl-2及腺病毒E4orF4蛋白3個途徑發(fā)揮促進細胞凋亡的作用，在誘導(dǎo)凋亡的人白血病T淋巴細胞系細胞株Jurkat中，Caspase-3被激活后可清除PP2A/PR65亞基使PP2Ac活性增強，抑制MAPK途徑的級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致下游轉(zhuǎn)錄因子失活。Bcl-2如引入PP2A等磷蛋白磷酸酶使之脫磷酸，則其抗凋亡活性喪失。腺病毒的E4orF4蛋白與PP2A的B亞基結(jié)合并相互作用后將促進誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化細胞的凋亡進程。PP2A還參與調(diào)節(jié)代謝，PP2A的失活可以使IRS-1及IRS-2的絲/蘇氨酸位點磷酸化，抑制棕色脂肪細胞葡萄糖轉(zhuǎn)運，導(dǎo)致胰島素抵抗發(fā)生。而PP2A活性增強則可阻抑胰島素受體底物-1的降解而增強胰島素敏感性。PP2A可通過增強蛋白激酶B（protein kinase B，PKB）的活性，促進胰島素抗脂解信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而抑制組織脂肪分解。同時，PP2A介導(dǎo)的絲/蘇氨酸脫磷酸與蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）依賴的信號傳導(dǎo)途徑共同協(xié)助脂肪細胞內(nèi)胰島素刺激脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，F(xiàn)AS）基因表達的作用，促進脂肪合成。PP2A有維持細胞骨架的功能。研究證實，PP2A對維持酵母細胞的形狀，胞壁的完整性和極性生長有重要意義，這與PP2A調(diào)節(jié)細胞微管的正常功能有關(guān)。PP2A通過調(diào)節(jié)神經(jīng)微管相關(guān)蛋白（tau，map-2）的磷酸化狀態(tài)而使神經(jīng)纖維保持穩(wěn)定。如PP2A活性下降，將導(dǎo)致高磷酸化的tau積聚于神經(jīng)纖維推進神經(jīng)元變性，構(gòu)成早老性癡呆主要的病理學(xué)改變?，F(xiàn)已證實在阿爾茨海默病（AD）的轉(zhuǎn)基因動物模型中，PP2A活性明顯下降。PP2A是Wnt信號傳導(dǎo)系統(tǒng)中主要的負性調(diào)節(jié)蛋白。在基因敲除和轉(zhuǎn)基因的動物模型中已證實，PP2A活性下降將使Wnt信號傳導(dǎo)受抑，導(dǎo)致胚胎發(fā)育受阻，動物剛出生甚至尚于胚胎期時即夭折。在人類黑色素瘤，肺癌、乳腺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、結(jié)腸癌腫、人類多發(fā)性骨髓瘤和上皮鱗狀細胞癌的癌細胞內(nèi)均已發(fā)現(xiàn)了PP2A的基因突變或PP2A調(diào)節(jié)功能的改變。大多數(shù)的研究表明PP2A具抑癌作用，其中PR61γ與PR65β1為目前普遍認同的抑癌基因。其主要機制有：阻斷細胞周期（參前），阻斷Raf→MEK1，2→ERK1/ERK2信號傳導(dǎo)途徑，降低間質(zhì)金屬蛋白酶-1（matrix metalloproteinases-1，MMP-1）的轉(zhuǎn)錄水平，抑制腫瘤擴散[15-18]。

2.1.2?SET抑制PP2A的活性?近年來，已有許多研究報告指出SET基因能夠抑制PP2A的活性。Mei等[19]首次從牛腎臟提純了兩種熱穩(wěn)定蛋白，分別命名為I1PP2和I2PP2A。Henderson動力學(xué)分析表明，I1PP2A和I2PP2A是非競爭性抑制劑。氨基酸測序表明I2PP2A是SET蛋白截短的形式，SET是PP2A有效地、特異的抑制劑。Rossaba Trotta等[20]報道指出SET的表達能夠抑制PP2A的活性，從而抑制自然殺傷（natural killer，NK）細胞中γ-干擾素（interferon-gamma，IFN-γ）的生成，抑制了NK細胞的抗腫瘤功能和抗炎功能。γ-干擾素是NK細胞活化后所分泌的主要效應(yīng)分子，是重要的免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)劑，能激活單核巨噬細胞，誘導(dǎo)多種細胞表達MHC Ⅰ類和Ⅱ類分子，從而增強抗原遞呈，促進Th0 細胞向Th1分化，以及直接殺傷腫瘤和病毒感染的細胞[21]。提示SET可能通過抑制PP2A活性來阻止γ-干擾素的生成，從促進惡性腫瘤細胞的增殖。此外，Mukhopadhyay等[22]在人類肺腺癌細胞株A549中發(fā)現(xiàn)SET蛋白能與神經(jīng)酰胺蛋白結(jié)合成凝結(jié)蛋白，SET蛋白與神經(jīng)酰胺蛋白的結(jié)合可使SET對PP2A的抑制作用明顯減弱，PP2A的活性和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)得到增強，從而促進了C-Myc基因的降解。C-myc基因既是一種可易位基因，又是一種受多種物質(zhì)調(diào)節(jié)的基因，也是一種可使細胞無限增殖、獲永生化功能、促進細胞分裂的基因，C-myc表達增強可以促進細胞惡變，最后導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生，目前已在肺癌、胃癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等多種惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)C-myc基因的過度表達。由此筆者推斷：SET與神經(jīng)酰胺的相互作用可調(diào)節(jié)PP2A活性和信號傳導(dǎo)，從而在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。另外，Pandey等[23]研究表明SET能夠通過抑制PP2A的活性來增加CYP17的l7，20裂解酶活性，而l7，20裂解酶是雄激素生成限速酶，由此推斷SET基因可能通過增強CYP17，20裂解酶的活性來促進腎上腺功能和雄激素的生成，從而引起激素相關(guān)疾病，例如多囊卵巢綜合征。除上述研究外，還有研究報道了SET基因與病毒的關(guān)系 [24]。

2.2?SET基因抑制nm23-H1

2.2.1?nm23-H1的結(jié)構(gòu)與功能?nm23基因是1個具有高度同源性的保守基因家族，其廣泛存在于包括細菌、酵母、植物、果蠅、鼠及人類在內(nèi)的多種生物物種之中[25-26]。nm23基因家族主要通過編碼核苷二磷酸激酶（nucleoside diphos-phate kinase，NDPK）參與多種生物學(xué)過程。迄今nm23基因家族已經(jīng)發(fā)現(xiàn)9個成員，分別為nm23-H1至nm23-H9，其中與腫瘤關(guān)系最為密切的是nm23-H1，目前臨床上研究最多。nm23-H1基因定位于人17q21-22，全長8.5kb，有5個外顯子與4個內(nèi)含子，編碼區(qū)由533個核苷酸組成。nm23-H1基因產(chǎn)物由152個氨基酸組成，分子量為17kDa，具有NDPK活性、組氨酸蛋白激酶活性和絲氨酸自身磷酸化作用。nm23-H1基因是一個重要的腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因，已發(fā)現(xiàn)其在黑色素瘤、乳腺癌、肝細胞癌、卵巢癌、宮頸癌等多種人類惡性腫瘤中與腫瘤的轉(zhuǎn)移相關(guān)[27-29]。馬力等研究發(fā)現(xiàn)nm23-H1基因突變能顯著影響其對人高轉(zhuǎn)移大細胞肺癌細胞株L9981胞質(zhì)和胞核中GSK-3β激酶活性的調(diào)控作用， nm23-H1基因可能通過調(diào)控L9981中GSK-3β激酶活性來抑制L9981細胞株中Wnt信號傳導(dǎo)。另外，有研究表明nm23-H2基因通過阻斷細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulatedkinase，ERK）路徑抑制由表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）和癌基因Ras誘導(dǎo)的細胞增殖，在NIH3T3和HEK293細胞中，nm23-H2過表達使ERK的活性被阻斷，由EGF和癌基因Ras誘導(dǎo)的上述兩種細胞的增殖降低。nm23對細胞增殖和遷徙的多途徑影響：研究表明nm23-H1與溶血磷脂酸受體EDG2結(jié)合后，通過下調(diào)EDG2水平而抑制惡性腫瘤細胞的運動能力。Che等以nm23-H1基因轉(zhuǎn)染肺癌細胞系L9981細胞，發(fā)現(xiàn)其可以抑制惡性腫瘤細胞的活動及轉(zhuǎn)移能力。Murakami等研究表明nm23-H1基因通過與鳥嘌呤交換因子Dbl-1直接作用，調(diào)節(jié)Rho-GTPase家族成員cdc42的活性，從而對細胞遷徙和腫瘤轉(zhuǎn)移起負性調(diào)控作用。Suzuki等通過轉(zhuǎn)染nm23-H1結(jié)腸癌細胞系HT-29細胞的裸鼠進行實驗發(fā)現(xiàn)，nm23-H1能通過調(diào)節(jié)肌球蛋白輕鏈磷酸化程度降低細胞的體外遷徙能力和肝臟轉(zhuǎn)移能力，同時由表皮生長因子（EGF）誘導(dǎo)的體外細胞遷徙也受到抑制。還有研究發(fā)現(xiàn)，nm23-H1具有3′-5′核酸外切酶活性，此活性依賴Mg2+，能切除單鏈DNA或雙鏈DNA3′端錯配的堿基。3′-5′外切酶活性在DNA損傷修復(fù)中起重要作用，因而具有潛在的抗腫瘤轉(zhuǎn)移和腫瘤形成的特性[30-31]。

2.2.2?SET抑制nm23-H1的活性?SET復(fù)合物包括：SET蛋白、顆粒酶A活化的DNA酶（GzmA-activated dnase，GAAD）、nm23-H1、DNA轉(zhuǎn)折蛋白HMG-2、堿基切補修復(fù)核酸內(nèi)切酶Apel/Ref1、腫瘤抑制蛋白pp32、核酸外切酶TREX1。其中，SET蛋白能夠抑制nm23-H1的活性，是其特異性抑制劑，因此SET蛋白又名IGAAD。在正常細胞中，SET復(fù)合物的功能與激活轉(zhuǎn)錄和DNA修復(fù)有關(guān)。在惡性腫瘤細胞或病毒感染的細胞，細胞毒性T淋巴細胞（cytotoxic T lymphocytes，CTL）攻擊并釋放的粒酶A[32]。Fan等[33]指出顆粒酶A（granzyme A，GzmA）作用于SET蛋白，使其在第176位賴氨酸殘基后斷裂，從而可以打破了SET與nm23-H1結(jié)合，去除了SET對nm23-Hl的抑制作用，激活了nm23-Hl的DNase活性，nm23-H1進入胞核發(fā)揮DNA內(nèi)切酶活性作用，裂解染色體DNA，導(dǎo)致惡性腫瘤細胞或者病毒感染的細胞凋亡。SET基因沉默的試驗中，惡性腫瘤細胞或者病毒感染細胞的DNA損傷和細胞凋亡明顯增加。相反，SET過度表達的試驗中，惡性腫瘤細胞或者病毒感染細胞的DNA損傷和細胞凋亡明顯減少。此外，Zhao等[34]研究發(fā)現(xiàn)，粒酶K（granzyme K，GzmK）也可以發(fā)揮與粒酶A相似的功能，可以通過斷裂SET蛋白來激活nm23-H1，從而誘導(dǎo)惡性腫瘤細胞或病毒感染細胞快速凋亡。綜上所述，在顆粒酶A及顆粒酶K的作用下，SET蛋白可發(fā)生斷裂，去除了其對nm23-H1的抑制作用，從而促進惡性腫瘤細胞的快速凋亡。

（參考文獻略，如有需要請與作者聯(lián)系）

（收稿日期：2012-10-08）