申 婕，曾志輝，楊 雷，曾茂君，歐陽(yáng)喆深，趙明一，楊明華

1中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院兒科，長(zhǎng)沙 4100132廣東省心血管病研究所 廣東省人民醫(yī)院心血管外科 廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院，廣州 5100803湖南師范大學(xué)醫(yī)學(xué)院，長(zhǎng)沙 4100004中南大學(xué)湘雅醫(yī)院兒科，長(zhǎng)沙 410008

白血病是起源于造血干/祖細(xì)胞的惡性克隆性腫瘤疾病，位居我國(guó)最常見(jiàn)的惡性腫瘤前10位，也是兒童的惡性腫瘤所致死亡的首位原因[1]。白血病細(xì)胞在骨髓或其他造血組織中大量增殖和積累，從而抑制正常的造血功能并滲透其他器官和組織，但其具體病因及發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚。表觀遺傳學(xué)是指不改變DNA序列而發(fā)生的可遺傳的基因表達(dá)的變化[2]。表觀遺傳修飾主要包括DNA甲基化、組蛋白的共價(jià)修飾、染色質(zhì)重塑、非編碼調(diào)節(jié)性RNA等，其中組蛋白修飾是近年的研究熱點(diǎn)，主要包括甲基化、磷酸化、乙?；头核鼗?。這些修飾可以影響組蛋白與DNA的親和力從而改變?nèi)旧|(zhì)的狀態(tài)，此外，還能調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合，最終影響靶基因表達(dá)。白血病的異質(zhì)性是多層面、多組學(xué)的[3]。有趣的是，針對(duì)白血病患者的表觀基因組高通量測(cè)序分析的研究揭示了表觀遺傳修飾在白血病發(fā)病機(jī)制中的重要作用[4]，包括DNA甲基化、甲基化胞嘧啶的氧化衍生，以及組蛋白翻譯后修飾改變，如賴氨酸甲基化、磷酸化和乙?；瑒?dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示靶向位點(diǎn)治療藥物研究卓見(jiàn)成效。因此，基于該領(lǐng)域的研究將為白血病的治療帶來(lái)嶄新的契機(jī)。

組蛋白甲基化的調(diào)控與白血病

癌癥的研究多集中在遺傳學(xué)，近年對(duì)白血病的研究焦點(diǎn)開(kāi)始逐漸轉(zhuǎn)向表觀遺傳學(xué)，組蛋白甲基化/脫甲基化失衡是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。組蛋白甲基化發(fā)生在組蛋白H3和H4的N-末端賴氨酸和精氨酸殘基上，是由組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶和組蛋白去甲基化酶調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)可逆過(guò)程。組蛋白甲基化平衡在異染色質(zhì)形成、X染色體失活、基因印記和轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮重要作用，與組織發(fā)育、代謝平衡、免疫、腫瘤發(fā)生等過(guò)程密切相關(guān)[2，5-6]。一般而言，H3K9、H3K27、H3K72的甲基化與轉(zhuǎn)錄抑制有關(guān)，H3K4、H3K36、H3K79的甲基化與基因轉(zhuǎn)錄激活有關(guān)。目前已發(fā)現(xiàn)一些組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)異常與白血病密切相關(guān)，比如H3K79甲基轉(zhuǎn)移酶Dot1樣組蛋白H3甲基轉(zhuǎn)移酶抑制組蛋白去乙?；赋聊畔⒄{(diào)節(jié)因子1介導(dǎo)的表觀遺傳沉默，以維持混合譜系白血病(mixed-lineage leukemia，MLL)中的白血病基因表達(dá)[7]。

另一方面，針對(duì)組蛋白去甲基化酶對(duì)白血病的影響的研究也于近年取得喜人進(jìn)展。 賴氨酸特異性去甲基化酶(lysine-specific demethylase，KDM)1A、 KDM2B、 含jumonji結(jié)構(gòu)域的組蛋白去甲基化酶1C(jumonji domain containing 1C，JMJD1C)、 KDM4C、 植物同源結(jié)構(gòu)域鋅指蛋白8(plant homeodomain finger protein 8，PHF8)等組蛋白去甲基化酶被證實(shí)在白血病中有潛在致癌作用，而KDM3B起到抑癌作用[8]。KDM6A，又稱X染色體上普遍轉(zhuǎn)錄的四肽重復(fù)序列(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat on chromosome X，UTX)，可通過(guò)去除H3K27me2/3甲基團(tuán)而激活靶基因的表達(dá)，在胚胎發(fā)育、組織特異性分化、癌癥發(fā)生發(fā)展等過(guò)程中都發(fā)揮重要作用。本文聚焦于KDM6A(UTX)，并對(duì)其在白血病中的雙重作用及潛在治療可能性進(jìn)行綜述。

UTX的生物學(xué)特性

KDM6家族成員 KDM6家族成員包括UTX(KDM6A)、JMJD3(KDM6B)、UTY(KDM6C)，其共同點(diǎn)是都包含一個(gè)非常保守的JmjC結(jié)構(gòu)域。人的UTX基因是在1998年尋找UTY的同源基因時(shí)發(fā)現(xiàn)的[9]，而2007年幾個(gè)研究小組證實(shí)UTX和JMJD3是新的H3K27me2/3去甲基化酶[10-12]。人的UTX基因位于性染色體Xp11.2，編碼由1424個(gè)氨基酸構(gòu)成的UTX蛋白，其包含6個(gè)TPR(四聚肽重復(fù)序列)結(jié)構(gòu)域和JmjC結(jié)構(gòu)域[13]。JMJD3位于常染色體17p13.1，編碼由1679個(gè)氨基酸構(gòu)成的JMJD3蛋白，但其不包含除JmjC結(jié)構(gòu)域以外的任何特征結(jié)構(gòu)域[13]，其JmjC結(jié)構(gòu)域與UTX的JmjC結(jié)構(gòu)域有84%相似性(70%一致性)。UTY是UTX的Y連鎖同源基因，位于Yq11，氨基酸序列比較分析顯示，UTX和UTY序列的相似性在人類為88%、小鼠為82%。UTY蛋白同樣包含TPR結(jié)構(gòu)域和JmjC結(jié)構(gòu)域，其中兩者的JmjC結(jié)構(gòu)域的相似性在人類為98%，在小鼠則為97%；TPR結(jié)構(gòu)域相似性在94%[14]。

已經(jīng)證實(shí)UTX和JMJD3的H3K27去甲基化酶功能依賴于JmjC結(jié)構(gòu)域的催化活性，值得注意的是，同樣包含JmjC結(jié)構(gòu)域的UTY卻在體外實(shí)驗(yàn)中未顯示去甲基化酶功能[10]，但也有實(shí)驗(yàn)表明由于JmjC催化結(jié)構(gòu)域的突變，UTY可表現(xiàn)出微弱的去甲基酶活性[15]。在基因敲除小鼠的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭凶C實(shí)，UTY可部分補(bǔ)償U(kuò)TX的功能[16]。UTX和UTY的TPR結(jié)構(gòu)域在蛋白-蛋白相互作用的過(guò)程中起到重要作用，即KDM6家族成員的作用并不僅僅依賴于去甲基化酶功能，其中涉及到的結(jié)構(gòu)域及相關(guān)功能的闡明亟待進(jìn)一步的研究。

UTX的去甲基化酶功能 H3K27甲基化與基因抑制有關(guān)，它是組織發(fā)育、干細(xì)胞分化和癌癥發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵性表觀遺傳事件。 H3K27的甲基化由Polycomb家族蛋白(PcG蛋白)中的PRC復(fù)合物催化，包括PRC1和PRC2。 PRC2首先與染色質(zhì)結(jié)合并使H3K27三甲基化，然后H3K27me3被PRC1識(shí)別并最終導(dǎo)致染色質(zhì)壓縮和RNA聚合酶Ⅱ的暫停，從而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄抑制功能。 JMJD3和UTX是唯一可以將H3K27me3去甲基化為H3K27me2或H3K27me1并解離PcG蛋白的兩種蛋白[11]。越來(lái)越多的證據(jù)表明，控制H3K27甲基化酶活性的改變可導(dǎo)致癌癥發(fā)生[17]。在多種癌癥中(淋巴瘤[18]、膀胱癌[19]、胰腺導(dǎo)管腺癌[20]、乳腺癌[21]、前列腺癌[22]、結(jié)腸癌[23])，PcG蛋白通過(guò)對(duì)抑癌基因的調(diào)控發(fā)揮致癌作用。UTX可通過(guò)H3K27me3去甲基化逆轉(zhuǎn)PcG蛋白介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄抑制，從而在不同的癌癥中發(fā)揮重要作用[24]。

UTX蛋白定位于細(xì)胞核，其促進(jìn)H3K27me3去甲基化發(fā)生，繼而促進(jìn)H3K27me2 去甲基化為H3K27me[24]。該去甲基化酶活性取決于JmjC結(jié)構(gòu)域，其含有與輔助因子Fe(Ⅱ)和α-酮戊二酸結(jié)合的保守殘基。Sengoku和Yokoyama[25]鑒定出UTX催化結(jié)構(gòu)域的晶體結(jié)構(gòu)，包括Jmj結(jié)構(gòu)域(Jumonji結(jié)構(gòu)域)和高度保守的C-末端區(qū)域，后者含有螺旋結(jié)構(gòu)域和Zn結(jié)合結(jié)構(gòu)域。其中Jmj和Zn結(jié)合域分別識(shí)別組蛋白H3的兩個(gè)獨(dú)立區(qū)段，從而實(shí)現(xiàn)H3K27的底物位點(diǎn)特異性。

UTX的非去甲基化酶功能 混合譜系白血病基因MLL首次被報(bào)道，是在血液惡性腫瘤患者看似隨機(jī)易位導(dǎo)致的致癌融合基因中[26]。最早在酵母中鑒定出MLL的祖先同系物Set1，并發(fā)現(xiàn)其存在于大分子復(fù)合物COMPASS(complex of proteins associated with Set1)中[27]。目前研究表明，Trithorax 家族(TrxG)均含有1個(gè)SET結(jié)構(gòu)域，TrxG需與其他亞基一起參與到COMPASS復(fù)合體中才能維持一定的H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶活性，從而激活靶基因的轉(zhuǎn)錄[28]。

不同的COMPASS 還包含有一些自身特有的亞基，Trr及MLL3/MLL4-COMPASS復(fù)合體中含有特有的UTX、PTIP、ASC-2和PA1。Issaeva等[29]的研究顯示3個(gè)復(fù)合物成員MLL4、PTIP和UTX共定位于由轉(zhuǎn)錄激活標(biāo)記H3K4me3標(biāo)記的MLL4靶基因的啟動(dòng)子區(qū)和第一外顯子區(qū)。在果蠅中，dUTX突變體組織表現(xiàn)出H3K27me3修飾水平的增加和H3K4me1修飾水平的降低，且UTX對(duì)增強(qiáng)子區(qū)域和轉(zhuǎn)錄活躍的基因體處富集的H3K4me1的影響似乎與其去甲基化能力無(wú)關(guān)[30]。微陣列測(cè)定研究篩選了敲低/上調(diào)UTX或MLL4后表達(dá)差異達(dá)到至少2倍的基因，其中54%的shUTX下調(diào)基因(656/1215)與73%的shMLL4下調(diào)基因(656/899)重疊，68%的shUTX上調(diào)基因(1065/1576)與77%的shMLL4上調(diào)基因(1065/1389)重疊，這些結(jié)果表明大多數(shù)MLL4參與了UTX對(duì)基因的共同調(diào)節(jié)[31]。

過(guò)去研究表明UTX可以參與形成H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶的復(fù)合物從而激活轉(zhuǎn)錄發(fā)揮功能。近年有課題組研究顯示突變了mESC細(xì)胞系中的MLL3和MLL4甲基轉(zhuǎn)移酶活性中心，使其無(wú)法催化增強(qiáng)子區(qū)域的H3K4me1，卻發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)子及靶基因活性幾乎沒(méi)有變化；而雙敲除MLL3/4，基因轉(zhuǎn)錄活性則會(huì)顯著下降，這表明MLL3/4-COMPASS復(fù)合體激活增強(qiáng)子的作用與其對(duì)H3K4me1的催化活性無(wú)關(guān)，而是充當(dāng)轉(zhuǎn)錄共激活因子促進(jìn)Pol Ⅱ在增強(qiáng)子和啟動(dòng)子上的加載。因此，MLL3/4-UTX復(fù)合物促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的具體生理功能需要進(jìn)一步的研究[32]。

除了組蛋白修飾外，包括SWI/SNF家族在內(nèi)的ATP酶依賴性重塑復(fù)合物有助于染色質(zhì)重塑，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄激活和抑制[33]。SWI/SNF家族主要與轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)，其中ATP酶復(fù)合物成員BRG1和BRM通過(guò)其含溴結(jié)構(gòu)域與乙?；M蛋白尾部相互作用[34]。而含有BRG1的SWI/SNF重塑復(fù)合物與組蛋白H3K27me2/3去甲基化酶UTX之間的相互作用證明UTX可以促進(jìn)一般的染色質(zhì)重塑，其不依賴于它的去甲基化酶活性[35]。

研究證實(shí)轉(zhuǎn)錄抑制標(biāo)記H3K27me3的下調(diào)可伴隨著轉(zhuǎn)錄激活標(biāo)記 H3K27ac的上調(diào)[36]，H3K27ac主要在活躍轉(zhuǎn)錄基因的增強(qiáng)子、啟動(dòng)子和基因體中檢測(cè)到，而組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶，即環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白的結(jié)合蛋白(CREB binding protein，CBP)是催化H3K27乙酰化的關(guān)鍵酶[37-38]。在哺乳動(dòng)物和果蠅中觀察到CBP和SWI/SNF復(fù)合物之間存在相互作用。有研究證實(shí)在果蠅中，UTX和SWI/SNF復(fù)合物中的BRM可以和CBP的鋅指結(jié)構(gòu)結(jié)合以實(shí)現(xiàn)高效的H3K27乙?；?，并在拮抗Polycomb沉默靶基因的過(guò)程中起重要作用[39]。此外，MLL3/4-COMPASS復(fù)合物還可以募集轉(zhuǎn)錄共激活因子p300催化組蛋白H3K27的乙酰化并激活增強(qiáng)子[40-41]。

綜上，UTX可通過(guò)其去甲基化酶及非去甲基化酶功能共同調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄的激活，其發(fā)揮去甲基化酶功效使得轉(zhuǎn)錄抑制性標(biāo)記H3K27me2/3下調(diào)；作為COMPASS復(fù)合體的亞基調(diào)參與調(diào)控轉(zhuǎn)錄激活性標(biāo)記H3K4me1、與SWI/SNF家族結(jié)合促使形成開(kāi)放的染色質(zhì)構(gòu)象、促使轉(zhuǎn)錄激活性標(biāo)記H3K27ac生成等。

UTX與白血病

UTX對(duì)造血系統(tǒng)發(fā)育的影響 UTX已被證明在細(xì)胞重編程、胚胎干細(xì)胞和胚胎發(fā)育、組織特異性分化包括心臟發(fā)育和造血等過(guò)程中發(fā)揮重要作用[17]。Liu等[42]研究顯示UTX表達(dá)水平在造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞中達(dá)到峰值，在造血分化期間下降；敲除UTX基因，會(huì)影響小鼠造血祖細(xì)胞系EML及骨髓細(xì)胞的集落形成能力；UTX表達(dá)下調(diào)也可嚴(yán)重抑制人白血病細(xì)胞的增殖及影響調(diào)節(jié)造血分化的關(guān)鍵基因的表達(dá)，如MLL1、Runx1和Scl。研究者進(jìn)一步證明UTX直接與上述基因的啟動(dòng)子相關(guān)聯(lián)，并通過(guò)控制各啟動(dòng)子區(qū)域上的H3K27me3標(biāo)記調(diào)節(jié)它們的轉(zhuǎn)錄。UTX對(duì)iNKT細(xì)胞的發(fā)育也很關(guān)鍵，缺乏UTX使PLZF表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致CD4+CD8+雙陽(yáng)性胸腺細(xì)胞向iNKT細(xì)胞的發(fā)育受阻，并影響iNKT細(xì)胞亞群的分化；由于Tbx21、Cxcr3及I12rb轉(zhuǎn)錄減少，促使iNKT細(xì)胞發(fā)育停滯在Ⅰ和Ⅱ階段[43]。

UTX對(duì)白血病的抑癌作用 表觀遺傳調(diào)控基因如BRG1、MLL4、ARID1a、UTX等基因的突變是重要發(fā)現(xiàn)之一，其中UTX在腫瘤中除發(fā)生點(diǎn)突變外，還能以非常高的比例完全缺失[44]。通過(guò)外顯子和全基因組測(cè)序，在一些白血病和實(shí)體瘤中發(fā)現(xiàn)了顯著的失活性UTX突變和缺失[45]，UTX在急性淋巴細(xì)胞白血病(acute lymphocytic leukemia，ALL)[46-47]、慢性骨髓單核細(xì)胞性白血病(chronic myelomonocytic leukemia，CMML)[48]、多發(fā)性骨髓瘤[49]等多種惡性血液系統(tǒng)疾病中發(fā)生突變。在CMML中，UTX和EZH2突變導(dǎo)致的功能喪失與表觀遺傳調(diào)節(jié)子基因ASXL1、TET2或CBL突變共同發(fā)生[48]。在正常核型AML的患者中證實(shí)，UTX突變的增加與晚期復(fù)發(fā)、化療耐藥相關(guān)，低UTX表達(dá)與不良臨床預(yù)后密切相關(guān)[50]。UTX以往在白血病中被認(rèn)為是一種腫瘤抑制因子[46，51]。

Ntziachristos等[46]通過(guò)RNA敲減等手段在急性T淋巴細(xì)胞白血病(T-cell acute lymphoblastic leukaemia，T-ALL)模型中發(fā)現(xiàn)UTX作為腫瘤抑制因子起作用，并且經(jīng)常在T-ALL中遺傳失活，UTX的沉默可使得白血病細(xì)胞增殖增強(qiáng)。UTX的敲除可使得腫瘤抑制基因，如視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤結(jié)合蛋白6(Rbbp6)，Notch1途徑活性抑制劑Fbxw7和PRC2成員Suz12的表達(dá)下調(diào)，而在T-ALL中具有致癌作用的基因如JMJD3、IL2RA等上調(diào)。

Van der Meulen等[51]同樣用T-ALL模型證明，UTX在這種Notch1過(guò)表達(dá)引起的疾病中具有男性特異性的抑癌作用和突變分布，提示T-ALL發(fā)病率的性別差異可能就是與UTX逃脫X染色體失活機(jī)制相關(guān)，且UTY不能補(bǔ)償U(kuò)TX的某些去甲基酶依賴性活性，此外，大多數(shù)UTX突變靶向蛋白的JmjC結(jié)構(gòu)域，在T-ALL中，UTX突變與TLX3致癌基因的異常表達(dá)共同發(fā)生，激活了Notch1的突變表達(dá)以及針對(duì)PHF6的突變或缺失。Notch1和UTX驅(qū)動(dòng)的腫瘤是異質(zhì)性的，敲低或敲除UTX可導(dǎo)致小鼠模型中Notch1驅(qū)動(dòng)的白血病的加速發(fā)展，以及H3K27me3在推定的腫瘤抑制基因的啟動(dòng)子上的積累，這與控制致癌基因的JMJD3相反。

Zheng等[52]的研究表明在小鼠中敲除UTX可導(dǎo)致CMML，表現(xiàn)為脾腫大、單核細(xì)胞增多和髓外造血。患者的突變數(shù)據(jù)分析提示UTX突變與髓樣惡性腫瘤中的TP53突變同時(shí)發(fā)生，并且UTX和Trp53的組合失活以細(xì)胞自主方式加速CMML的發(fā)展。UTX缺失導(dǎo)致造血干細(xì)胞的自我更新增加，并使易感的造血干細(xì)胞分化成髓系。以上提示UTX通過(guò)控制造血干細(xì)胞的自我更新和分化抑制CMML的形成。

Gozdecka等[16]在AML模型中證實(shí)基因UTX的缺失會(huì)加速急性髓細(xì)胞白血病(acute myelogenous leukemia，AML)的發(fā)展，并首次確認(rèn)了只存在雄性體內(nèi)的白血病相關(guān)基因UTY，它可以保護(hù)缺乏UTX的雄性小鼠避免AML的發(fā)生，研究者使用CRISPR/Cas9技術(shù)實(shí)現(xiàn)UTX的表達(dá)缺失，發(fā)現(xiàn)UTX的純合缺失可以誘導(dǎo)小鼠模型中自發(fā)性白血病的發(fā)生，且致使造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞數(shù)量、功能和分化失調(diào)；而UTY能抑制白血病并逆轉(zhuǎn)UTX缺失導(dǎo)致的白血病表型?；蚪M分析證實(shí)UTX的缺失通過(guò)改變?cè)鰪?qiáng)子功能、激活致癌ETS轉(zhuǎn)錄程序在白血病中發(fā)揮作用。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)UTX缺失影響B(tài)RG1-SMARCA4依賴性染色質(zhì)重塑，從而抑制白血病發(fā)展期間起抑制腫瘤作用的GATA程序，并且使染色質(zhì)可以接近其他轉(zhuǎn)錄因子從而促進(jìn)AML進(jìn)展中ETS因子作為“先導(dǎo)信號(hào)”的功能[16]。這就提出了UTX缺失導(dǎo)致AML的非去甲基化酶作用的新機(jī)制：UTX充當(dāng)“支架”，聚集大量控制DNA和基因表達(dá)的調(diào)節(jié)蛋白，并且這種功能也可以由UTY補(bǔ)償，當(dāng)UTX/UTY缺失時(shí)，這些蛋白質(zhì)功能失活，AML就更容易發(fā)生[16]。

UTX對(duì)白血病的促癌作用 UTX在癌癥發(fā)病機(jī)制中的作用復(fù)雜，雖然大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)其是腫瘤抑制因子，但是最近也有研究表明在T-ALL的不同亞型中UTX發(fā)揮不同的作用[53]。T-ALL的不同亞型起因于T細(xì)胞祖細(xì)胞中特定轉(zhuǎn)錄因子的異常表達(dá)，T-ALL中最常見(jiàn)的致癌轉(zhuǎn)錄因子之一是TAL1，其在40%～60%的T-ALL患者中異常表達(dá)。臨床上，與不表達(dá)TAL1的其他亞型相比，TAL1陽(yáng)性的T-ALL亞型預(yù)后極差。免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)證明TAL1的bHLH結(jié)構(gòu)域與UTX之間存在相互作用，這表明UTX可以作為T(mén)-ALL中TAL1介導(dǎo)的致癌程序的共同激活因子。為證實(shí)這一假設(shè)，研究者檢測(cè)了UTX是否能結(jié)合TAL1相關(guān)的激活基因，包括RALDH2(也稱為ALDH1A2)、原癌基因MYB以及參與細(xì)胞增殖(ERG)和凋亡抑制的基因(CD226)，染色質(zhì)免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)證實(shí)UTX與所有檢測(cè)的TAL1靶基因結(jié)合。此外，這些基因的表達(dá)在UTX敲低后顯著降低，伴隨著H3K27me3水平的增加。最后，TAL1的敲低導(dǎo)致其靶基因座上結(jié)合的UTX顯著降低，伴隨著H3K27me3的增加和基因表達(dá)的減少。上述結(jié)果均表明TAL1介導(dǎo)的UTX募集通過(guò)主動(dòng)去除抑制性組蛋白標(biāo)記H3K27me3促進(jìn)參與增殖和凋亡抑制的特定基因的表達(dá)。也就是說(shuō)在TAL1陽(yáng)性(但不是TAL1陰性)的急性T淋巴細(xì)胞白血病中，UTX被確定為白血病維持所必需的促癌輔助因子[53]。

UTX與白血病的治療

H3K27m3去甲基化酶為包括腫瘤學(xué)在內(nèi)的廣泛治療領(lǐng)域的治療干預(yù)提供了潛在的新機(jī)會(huì)。研究者使用結(jié)構(gòu)引導(dǎo)的小分子和化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)方法發(fā)現(xiàn)兩種稱為GSK-J1/4的抑制劑，其可抑制UTX和JMJD3的表達(dá)[54]。據(jù)報(bào)道，H3K27m3去甲基化酶的抑制劑可選擇性抑制癌癥發(fā)生。Benyoucef等[53]最近在體內(nèi)使用可有效殺死TAL1陽(yáng)性原發(fā)性人類白血病的GSK-J1，這提供了基于UTX抑制劑的白血病新型治療方法。同時(shí)，GSK-J4還可作為ALL的癌癥治療藥物[46]。此外，在表觀蛋白小分子抑制劑文庫(kù)中，經(jīng)過(guò)篩選還發(fā)現(xiàn)溴結(jié)構(gòu)域和末端基序蛋白家族的抑制劑，即JQ1對(duì)于UTX缺失腫瘤存在潛在的選擇性殺傷活性[55]。在AML中的一項(xiàng)研究結(jié)果表明，毛喉素作為一種天然的腺苷酸環(huán)化酶激活劑，可通過(guò)環(huán)磷酸腺苷/蛋白激酶A介導(dǎo)的機(jī)制使人白血病U937細(xì)胞對(duì)GSKJ4抑制劑敏感，毛喉素通過(guò)誘導(dǎo)凋亡細(xì)胞顯著增強(qiáng)GSKJ4誘導(dǎo)的抗增殖作用，伴隨著顯著的BCL2蛋白下調(diào)以及半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶3活化和多聚ADP核糖聚合酶蛋白質(zhì)裂解，此研究結(jié)果提供了毛喉素/GSKJ4組合在白血病細(xì)胞中誘導(dǎo)的抗癌活性的初步證據(jù)，并強(qiáng)調(diào)了毛喉素和GSKJ4的聯(lián)合應(yīng)用在開(kāi)發(fā)創(chuàng)新、有效的AML治療方法中的潛力[56]。

基于GSK-J1及其異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)反應(yīng)性關(guān)系的信息限制，Hu等[57]初始化了基于GSK-J1結(jié)構(gòu)的藥物化學(xué)修飾，最終鑒定了幾種表現(xiàn)出與GSK-J1相似活性的化合物。然而，所有這些抑制劑都只可以選擇性地抑制一些或全部組蛋白去甲基化酶活性，卻并未表現(xiàn)出特異性。值得注意的是，由于UTX和JDJM3在同一類癌癥類型中可表現(xiàn)出完全相反的生理作用，因此，需要進(jìn)一步探索能夠分別特異性靶向UTX和JMJD3的抑制劑。

Van der Meulen等[51]在T-ALL中將UTX鑒定為真正的腫瘤抑制基因，研究者就假設(shè)UTX的缺失會(huì)使白血病細(xì)胞更容易受到特定染色質(zhì)修飾藥物的治療。鑒于UTX的缺失與H3K27me3水平上調(diào)相關(guān)，研究者探索了EZH2的抑制劑3-去氮腺嘌呤(3-deazaneplanocin，DZNep)的作用，DZNep是一種特異性靶向減少H3K27me3標(biāo)記的表觀遺傳化合物。DZNep處理癌細(xì)胞可導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡率明顯上調(diào)，正常細(xì)胞卻不受影響。重要的是，研究者證實(shí)UTX的缺失增加了癌細(xì)胞對(duì)DZNep的敏感性，與對(duì)照組相比，用DZNep處理的UTX下調(diào)組，H3K27me3的表達(dá)顯著降低，這為白血病治療開(kāi)辟了新的方向。含有EZH2突變體的TALL-1細(xì)胞系似乎對(duì)DZNep治療具有耐藥性，這需在臨床水平上進(jìn)一步驗(yàn)證。

UTX在白血病中的腫瘤抑制作用已得到很好的證明，這使得研究人員能夠追求用于癌癥治療的新型UTX激活劑。據(jù)報(bào)道，組蛋白去乙?；?從靶基因啟動(dòng)子解離后可將UTX募集至其靶基因啟動(dòng)子，導(dǎo)致H3K27三甲基化減少[58]。這項(xiàng)研究表明可以探索靶向激活UTX表達(dá)的上游信號(hào)傳導(dǎo)途徑的藥物的可能性。遺憾的是，目前還未有任何UTX激活劑的研究報(bào)道。這可能歸因于大多數(shù)分子靶向治療是致癌基因抑制劑的事實(shí)。事實(shí)上，作用于失活的腫瘤抑制基因的藥物似乎更難以發(fā)揮效能，然而在多種人類癌癥的致癌過(guò)程中，抑癌基因的改變比致癌基因的改變更頻繁。

UTX也可作為T(mén)AL1陽(yáng)性急性T淋巴細(xì)胞白血病的致癌基因[53]。除了篩選用于癌癥治療的UTX抑制劑外，在癌細(xì)胞中消耗UTX蛋白是減弱其作用的最直接方式。目前的研究表明，通過(guò)小干擾RNA雙鏈體減少UTX蛋白抑制了UTX在TAL1陽(yáng)性急性T淋巴細(xì)胞白血病中的致癌作用，這為RNA干擾技術(shù)介導(dǎo)的治療提供了基礎(chǔ)。

展 望

綜上，UTX通過(guò)去甲基酶依賴性和非依賴性功能充當(dāng)基因表達(dá)的良好平衡劑，但腫瘤相關(guān)的UTX基因突變機(jī)制尚未完全闡明。目前研究確認(rèn)UTX的功能是調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄的激活，而根據(jù)下游靶基因的抑癌或促癌作用的不同，UTX在不同的腫瘤類型中發(fā)揮不同的作用。UTX在白血病中發(fā)揮雙重作用的具體機(jī)制及涉及到的相關(guān)下游通路尚待研究。對(duì)UTX作為白血病抑癌/促癌基因的深入研究將有助于對(duì)白血病發(fā)生機(jī)制的闡明、診斷和治療。此外，UTX作為轉(zhuǎn)錄因子的功能可能在疾病的發(fā)生上具有更加直接的作用，將其作為治療靶點(diǎn)在藥物的研發(fā)、個(gè)體化精準(zhǔn)治療方面具有重要的研究?jī)r(jià)值。