血小板源性生长因子受体基因重排探究.doc

血小板源性生长因子受体基因重排探究【关键词】血小板源性生长因子受体 骨髓增殖性疾血小板源性生长因子（PDGF）是血清中的一种强有丝分 裂原分子，分子质量为28~31 kuo PDGF可刺激成纤维细胞、 内皮细胞、平滑肌细胞的增殖，其受体在人巨核细胞和巨核 细胞系有表达PDGF —方面通过与其受体相互作用刺激细胞 的c fos的表达，促进细胞有丝分裂，另一方面它可作用于骨髓微环境的间质细胞，使间质细胞产生更多的细胞因 子，间接促进巨核细胞的生长，与TPO、IL h IL 3、IL 6 等协同促进巨核细胞克隆的形成目前发现PDGF受体（PDGFR）基因重排可导致受体酪氨酸激酶分子调控机制及 信号转导通路的持续性激活和造血干细胞的克隆性生长，基 因重排在部分骨髓增殖性疾病（MPD）的发生发展中起着重 要作用1 PDGF受体结构及其功能自1979年首次分离纯化以来，目前发现PDGF家族至 少包含有4名成员（PDGF A、B、C、D）和5种二聚体形式 （PDGF AA、 PDGF AB、 PDGF BB、 PDGF CC 和 PDGF DD）, 其中PDGF B与猴肉瘤病毒转化蛋白（v sis）同源，具有 促使细胞进入细胞周期G1 S期的活性。

PDGF受体(PDGFR) 包括两种结构相似的酪氨酸激酶受体PDGFR a、B，两者 同属III型酪氨酸激酶受体家族，其共同结构包括胞外区5个 免疫球蛋白样结构域,1个穿膜结构域,1个ATP结合位点和1 个胞内亲水激酶插入域[1] PDGFR a主要在胚胎期神经 皤细胞及体节的发育过程中起着重要作用，PDGFR B则主 要参与血管壁细胞的发育，具有吸附和促进外膜细胞、平滑 肌细胞增殖的作用，在血管形成后期发挥重要作用，同时还 参与中枢神经系统(CNS)、外周神经系统(PNS)、神经细胞、 胶质细胞的增殖、分化和生存在成人组织中，配体结合的 PDGFR还能刺激成纤维细胞、平滑肌细胞、嗜中性粒细胞和 巨噬细胞的迁移，各种基质蛋白质和胶原酶的产生，促进肉 芽组织的形成，在创伤愈合、新生血管形成、骨骼肌再生、 组织重塑过程中都起着重要的作用2 PDGF受体表达调控机制PDGFR与配体结合后发生受体各亚单位二聚化，酪氨 酸激酶区活化和自身磷酸化反应磷酸化的酪氨酸残基为几 种细胞内信号分子的SH2结构域提供结合位点信号分子包 括经典的磷脂酰肌醇激酶3 (P13K),可与Sosl形成复合体的转接分子Grb2、作用于Ras的核交换分子、 磷脂酶c (PLCw)、酪氨酸激酶Src、酪氨酸磷酸酶SHP2及RasGAP（GTP酶激活蛋白），直接或间接激活下游激酶，引起 转录因子活化，启动靶基因的转录。

PDGFR表达调控不仅在 转录水平，在蛋白水平也受到严密的调控配体与受体结合 后，发生受体二聚化反应并被持续激活，同时产生受体酪氨 酸磷酸化，在网格蛋白介导的内吞体和胞膜窖处聚集，PDGFR 直接与抑制受体激酶的凹陷蛋白亚型相互作用[2],引起不 同信号转导通路级联反应的发生，在细胞有丝分裂、细胞骨 架重排、趋药性选择等与生长增殖密切有关的事件中起重要 作用目前认为，PDGF a和PDGF B信号转导在肿瘤血 管的生成中发挥重要作用，主要机制可能与肿瘤细胞、血管 内皮细胞表达PDGFR有关PDGFR与其配体结合可直接提高 细胞间黏附分子的降解，促进肿瘤的侵袭与转移，同时还可 经间接途径一一激活邻近组织细胞、平滑肌细胞，释放VEGF、 FGF等生长因子促进血管生成，参与并促进恶性肿瘤的间质 反应3由PDGFR a基因重排生成的融合蛋白4ql2包括 疏水半胱氨酸丰富区CHIC2位点长约800 kb碱基对的中间 缺失（而非染色体易位）导致FIP1L1 （酵母蛋白Fip 1样 蛋白）基因、PDGFR a基因断裂，由FIP1L1的223个氨基 酸和PDGFR a的523个氨基酸形成融合基因，该融合基因 首先被发现存在于急性嗜酸粒细胞性白血病（CEL）细胞株 EOL 1上。

基因断裂位点在不同的高嗜酸粒细胞增多综合征 （HES）病人虽略有差异，但位置相对固定 般位于FIP1L1基因内含子7 10和PDGFR a基因内含子12范围内由于此类基因异常未能被标准的细胞遗传学显带技术所 检测，故此类HES病人染色体核型通常表现正常3. 1融合基因激活机制FIP1L1是一个具有520个氨基酸 序列的酸性蛋白，包含有与Fip 1同源的42个氨基酸序列 的保守基序，功能可能与转录调控相关Gotlib等［3］在对 鼠Ba/F3细胞株的研究中发现,FIP1L1/PDGFR a融合蛋白 可持续活化细胞酪氨酸磷酸激酶，导致细胞不依赖于IL 3 而无限生长在对克隆性HES及该融合蛋白阳性的CEL病人 的检测中也发现，该融合基因被持续激活导致蛋白发生自身 磷酸化，激活STAT5信号转导通路，但激活机制不依赖于MAPK 途径，这可能与PDGFR a的亚细胞定位有关存在该融合 基因异常的HES病例在疾病终末多急变为白血病［4］ oYamada 等［5］的裸鼠体内实验发现，仅移植FIP1L1/PDGFR a融合 蛋白阳性的造血干祖细胞(F/P+ HSCs/Ps)的小鼠只发生慢 性粒细胞白血病(CML)样疾病表现，不发生HES。

而移植过 表达IL 5的F/P+ HSCs/Ps的小鼠发病则同人类HES相似, 在对部分HES病人的检测中也发现存在T细胞依赖的IL 5 过表达的现象，提示HES/CEL的发生可能还与IL 5的过表 达密切相关目前关于FIP1L1/PDGFR a融合基因在细胞 信号转导中的具体激活机制尚待进一步研究3.2临床治疗应用HES、CEL和肥大细胞疾病(MCD)主要 是以外周血持续性嗜酸性细胞增多为共同表现的一大类血 液系统异质性疾病除血液系统改变外，还常可导致包括心 血管系统、皮肤黏膜、神经系统以及肺部等机体器官组织的 多种浸润症状目前经典的治疗仍包括一线化疗药物密基腺 及皮质激素的应用细胞实验发现，低剂量伊马替尼（剂量 为抑制BCR/ABL融合基因的1/100 ）即能有效抑制 FIP1L1/PDGFR a融合基因的持续活化Wadleigh等［6］的 临床试验发现，伊马替尼对BCR/ABL阳性的CML病人的治 疗剂量在为400 mg/d,而FIP1L1/PDGFR a阳性的HES患 者只需服100 mg/d［7］,即可达到血液学和细胞分子学的完 全缓解同时也发现伊马替尼并非对所有患者均有疗效， PDGFR a ATP结合位点的突变常导致复发病例发生获得 性耐药。

16名HES患者中，9名（56%）被检出存在伊马替尼 的作用靶点，尚有约40%病人不存在上述融合基因，提示该 疾病存在异质性Lierman等［8］临床研究还发现伴有T674I 突变.FIP1L1/PDGFR a阳性的CEL病人也对伊马替尼耐药 Western蛋白印迹试验证实，Sorafenib可直接作用于 FIP1L1/PDGFR a及T674I基因，有效抑制T674I突变鼠 Ba/F3细胞株的增殖，诱导E0L 1细胞株的凋亡，可望成为 逆转CEL病人T674I突变的另一有效手段另外，Pardanani 等［9］临床试验发现部分系统性肥大细胞疾病（SMCD）患者 有与HES相似的分子病理机制FISH证实，5名伴嗜酸性粒 细胞增多的SMCD患者中，3名患者早期造血祖细胞存在该融 合基因，其中1名患者的中性粒细胞和单核细胞同时检测到 该融合基因，所有3名患者均对伊马替尼治疗反应良好，而 另2名FIP1L1/PDGFR a阴性的患者治疗则无效4由PDGFR B基因重排生成的融合蛋白4. 1 TEL/PDGFR B 染色体 t （5； 12） （q33；pl3）易位产 生TEL/ PDGFR B融合基因，导致突变蛋白的寡聚和信号 转导的持续激活，原本IL 3依赖的Ba/F3和32D小鼠细 胞出现不依赖IL 3的快速增殖，小鼠模型发生进展性致死 性的MPD,表现为迅速出现的白细胞减少、脾大和髓外造血。

TEL（ETV6）属转录因子ETS家族，是白血病基因重排的一个 热门位点，野生型TEL具螺旋 转角 螺旋基序，包含5'端 寡聚结构域——PNT区域和竣基端DNA结合域体外实验[10] 表明，TEL能诱导细胞停滞在G1期TEL/ PDGFR B由TEL 氨基末端的154个氨基酸和PDGFR B的穿膜、胞浆区域融 合形成其中，PDGFR B氨基酸Tyr579. Tyr581与MPD 的发生、发展密切相关[11], PDGFR B磷酸化位点氨基酸 序列酪氨酸苯丙氨酸（Tyr Phe）的改变和PNT区域是该 融合蛋白形成的必要结构，可促使融合蛋白多聚化4.2其他类型PDGFR B基因重排生成的融合蛋白在 部分慢性粒单核细胞性白血病（CMML）患者中存在获得性染 色 体 t（5；17） （q33；pl3） 易位 所致的 rabaptin 5/PDGFR B融合基因，该融合蛋白大多由野生 型rabaptin 5蛋白和PDGFR B的穿膜区、胞内区、酪氨 酸激酶区融合形成rabaptin 5/PDGFR B融合基因转染 鼠Ba/F3细胞株的实验表明，融合基因同样可导致细胞的恶 性增殖和致死性MPD的发生。

Magnusson等［12］对该融合蛋 白的结构分析发现，该融合蛋白包括3 4个螺旋卷曲域、2 个caspase 3切割位点和1个抑癌基因的结合位点，通过 配体诱导的网格蛋白介导的细胞内吞调节多种生长因子受 体介导细胞生长非典型CML患者体内尚存在染色体 t（5；10） （q33；q22）易位，H4基因5,端序列同PDGFR B基 因3，端序列融合形成的H4/ PDGFR B融合基因，编码WW 样穿膜酪氨酸结构域H4氨基酸末端亮氨酸拉链区域（55 93位氨基酸、101 384位氨基酸）诱导Ba/F3细胞出现不依赖于生长因子的无限生长，H4/ PDGFR B融合基 因移植小鼠还可发生T淋巴母细胞性淋巴瘤样疾病另外， 存在染色体t（5；7） （q33；qll.2）易位的CMML患者还可产生 Huntingtin 蛋 白 1?（HIP1）/ PDGFR B 融 合蛋白（HIP 1/PDGFR B 融合蛋白）,染色体 t （5； 14） （q33；q32）易 位的复发型急性单核细胞性白血病患者（AML M5）可产生 CEV14/PDGFR B融合蛋白等多种与PDGFR B基因重排相 关的融合蛋白。

4.3融合基因激活机制TEL/ PDGFR B融 合基因在恶性转化的Ba/F3和32D细胞株上，可促使磷脂酶 C (PLC V 1)、SHP2 和 JNK 的磷酸化，激活 STATE STAT5[13], 但后者非细胞恶性转化所必须同时该融合蛋白还具有 BCR/ABL样作用，上调癌基因c myc,与PI3激酶p85亚单 位形成复合物PI3激酶在细胞生长、迁移、代谢、细胞骨 架形成等各环节都起着重要作用，活化的PI3激酶介导D3 细胞下游磷脂酸肌醇脂(Ptdins)轻基衍生物 PtdIns(3,4)P2、Ptdins(3,4,5)P3 磷酸化，促使下游一系 列蛋白如，靶蛋白丝氨酸激酶Akt/PKB活化，调节核糖体、 NF kB活性及p70S6激酶的活化TEL/ PDGFR B同PI3 协同信号转导调节cdk 4激酶复合物，进而调节细胞生长 周期，导致细胞株生长因子非依赖性生长该融合基因的这 一作用能被伊马替尼抑制，并发现在作用数小时后，胞浆 cdk 4激酶活性和细胞周期调节蛋白D、E表达降低酪氨 酸激酶抑制剂CGP 57148体内试验也发现具有抑制该融合蛋 白，抑制细胞恶性转化的作用4. 4临床治疗应用Cain等[14]在对具有TEL/PDGF BR 融合基因鼠髓细胞株和小鼠模型应用酪氨酸激酶6(RTKs)受 体多靶点抑制剂SU11657发现，S。