王國棟 王 菊 黃敏光 徐茂義 丁悅敏

Ⅱ型神經(jīng)纖維瘤病(neurofibromatosis type 2，NF2)是一種常染色體顯性遺傳病，與NF2基因突變有關(guān)?，F(xiàn)階段該疾病以手術(shù)治療為主，但術(shù)后復(fù)發(fā)率高，目前尚無其他有效治療方法。自NF2基因被克隆以來，其分子結(jié)構(gòu)與特征、生物學(xué)功能及其作用機(jī)制受到了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛關(guān)注[1，2]。人類的NF2基因定位于22號(hào)染色體長臂1區(qū)2帶2亞帶(22q12.2)，含17個(gè)外顯子，其中16和17外顯子為可變剪接外顯子[1]。由NF2基因編碼的蛋白質(zhì)名為Merlin或Schwannomin，Merlin相對(duì)分子質(zhì)量約為66000，可定位于細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核等處，通過不同的機(jī)制發(fā)揮其相應(yīng)的作用。Merlin能抑制神經(jīng)纖維瘤的發(fā)生，隨著對(duì)Merlin功能及其信號(hào)通路研究的深入，以Merlin信號(hào)通路上關(guān)鍵信號(hào)分子為治療靶點(diǎn)的研究開始出現(xiàn)，或?qū)镹F2的治療開創(chuàng)新時(shí)代。

一、Merlin亞型

NF2基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，由于可變剪接而產(chǎn)生兩種Merlin亞型：Merlin1由外顯子1～15和外顯子17拼接而成，含有595個(gè)氨基酸殘基；Merlin2由外顯子1～15和外顯子16拼接而成，含有590個(gè)氨基酸殘基[3]。

Merlin1蛋白由3個(gè)功能區(qū)構(gòu)成：氨基末端FERM結(jié)構(gòu)域由位于N-末端的第1～311個(gè)氨基酸組成，為第1功能區(qū)；隨后是α-螺旋結(jié)構(gòu)域，由第312～505個(gè)氨基酸組成，為第2功能區(qū)；最后是羧基末端親水結(jié)構(gòu)域，由C-末端的第506～595個(gè)氨基酸組成，為第3功能區(qū)(圖1)。Merlin1的FERM結(jié)構(gòu)域進(jìn)一步細(xì)分為3個(gè)球狀的子域[4]。

圖1 Merlin蛋白結(jié)構(gòu)示意圖

Merlin2含有攜帶終止密碼子的外顯子16，產(chǎn)生C-末端截?cái)嗟牡鞍?。Merlin2的C-末端帶正電荷，親水性強(qiáng)，而Merlin1的 C-末端不帶凈電荷，親水性弱，但Merlin1的C-末端能緊密連接到N-末端FERM結(jié)構(gòu)域，而Merlin2的C-末端與N-末端FERM結(jié)構(gòu)域的結(jié)合能力就很弱。此外，兩個(gè)不同亞型的C-末端可以相互作用，形成異二聚體[5]。由于其C-末端的結(jié)構(gòu)和電荷差異，兩種主要的Merlin亞型可能具有不同的結(jié)合伴侶。

二、Merlin與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病

1.Ⅱ型神經(jīng)纖維瘤病:NF2基因突變是導(dǎo)致顯性遺傳疾病Ⅱ型神經(jīng)纖維瘤病NF2的原因，這種多瘤綜合征發(fā)生率為1∶25000[6]。一般認(rèn)為，NF2是由Schwann細(xì)胞起源的良性腫瘤發(fā)展而來，臨床上常表現(xiàn)為雙側(cè)第8對(duì)顱神經(jīng)受損的神經(jīng)鞘瘤(前庭神經(jīng)鞘瘤)。這類腫瘤常常發(fā)生在靠近Obersteiner-Redlich區(qū)，即中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system, CNS)與周圍神經(jīng)系統(tǒng)(peripheral nervous system, PNS)的交界處，此部位也是Schwann細(xì)胞和少突細(xì)胞髓鞘形成的過渡區(qū)[7]。神經(jīng)鞘瘤對(duì)前庭蝸神經(jīng)的壓迫作用可能導(dǎo)致聽力和平衡感的喪失，也常累及其他顱神經(jīng)，導(dǎo)致發(fā)聲、吞咽、視力等功能障礙[8]。此外，NF2基因突變也與所有散發(fā)的非遺傳性神經(jīng)鞘瘤和50%的散發(fā)性腦膜瘤有關(guān)[9]。由NF2基因突變引起的NF2個(gè)體中35%～53%發(fā)展為室管膜瘤，其中62%～86%的腫瘤位于頸部或胸部脊髓[10,11]。

2.多發(fā)性神經(jīng)病:除了影響CNS外，不少NF2患者在其一生中將會(huì)出現(xiàn)周圍神經(jīng)病變。受影響的個(gè)體可能出現(xiàn)襪套樣分布的痛覺減退和感覺遲鈍以及失去振動(dòng)感覺等癥狀。有的患者還可能存在遠(yuǎn)端反射消失，疾病晚期出現(xiàn)緩慢而進(jìn)行性的遠(yuǎn)端肌肉萎縮并發(fā)生輕癱[12]。周圍神經(jīng)病變可以為局部表現(xiàn)(單發(fā)性)，也可以多部位同時(shí)發(fā)生(多發(fā)性)。

三、發(fā)病機(jī)制

神經(jīng)纖維瘤的發(fā)病機(jī)制：關(guān)于NF2相關(guān)腫瘤的起源，有一種假說認(rèn)為源自Schwann細(xì)胞，由于Schwann細(xì)胞與軸突緊密和直接的接觸產(chǎn)生廣泛的細(xì)胞間交互對(duì)話，使得軸突和/或軸突衍生的信號(hào)分別產(chǎn)生了致瘤活性。研究表明，神經(jīng)元表達(dá)Merlin也可能參與到軸突和Schwann細(xì)胞之間嚴(yán)格控制的交互對(duì)話中。Merlin的N-末端可以與Caspr/paranodin相結(jié)合，paranodin是有髓軸突的特殊分子域，富含paranodal連接，可促進(jìn)Schwann細(xì)胞和軸突之間的黏附，因而對(duì)軸突和膠質(zhì)細(xì)胞間信號(hào)的相互作用很重要[13]。另外，βⅡ Spectrin是另一種支持軸索細(xì)胞骨架的分子，對(duì)于有髓軸突組織是必需的。研究表明，Merlin能夠與βⅡ Spectrin相互作用[14]。這些結(jié)果提示神經(jīng)元表達(dá)的Merlin可以直接參與軸突與Schwann細(xì)胞之間接觸的形成，Merlin蛋白缺失導(dǎo)致Schwann細(xì)胞與軸突的接觸不足是神經(jīng)纖維瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的重要事件。

四、Merlin的信號(hào)通路及其治療價(jià)值

1.Hippo通路：Hippo通路控制細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡，該通路在多個(gè)水平的破壞導(dǎo)致組織過度生長和腫瘤發(fā)生[15]。Hippo通路由Ste20樣激酶Mst1和Mst2來驅(qū)動(dòng)，隨后激活NDR家族激酶Lats1和Lats2，活化的Lats磷酸化和滅活的轉(zhuǎn)錄效應(yīng)因子TAZ/YAP。在缺乏Hippo信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的情況下，活化的TAZ/YAP易位到細(xì)胞核以刺激stemness的轉(zhuǎn)錄和促進(jìn)增殖，逃避凋亡基因轉(zhuǎn)錄[16]。Merlin可被Angiomotin募集到細(xì)胞緊密連接處，作為Hippo通路信號(hào)分子的支架[17]。

最近幾項(xiàng)研究揭示了Merlin調(diào)控Hippo信號(hào)的獨(dú)立機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，在果蠅和哺乳動(dòng)物中，Merlin能夠直接結(jié)合Wts/Lats，招募這些蛋白質(zhì)到細(xì)胞膜，并被活化的Mst1/2磷酸化，從而揭示了Merlin與Hippo途徑間的重要關(guān)聯(lián)[18]。Merlin還可通過Rac/PAK1通路激活YAP[19]。此外，Merlin缺失對(duì)LRP6磷酸化的抑制減弱，導(dǎo)致Hippo通路中Wnt/β-catenin信號(hào)持續(xù)激活，這也可能是腫瘤發(fā)生的機(jī)制之一[20，21]。最近Cooper等[22]研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合應(yīng)用NEDD8活化酶和mTOR的抑制劑可通過CRL4DCAF1泛素連接酶降低YAP活性，有望成為一種新型的治療NF2的藥物。

2.p75NTR/JNK/NF-κB信號(hào)通路：在正常神經(jīng)系統(tǒng)中，Schwann細(xì)胞與軸突接觸并保持在靜息狀態(tài)。當(dāng)神經(jīng)損傷軸突變性后，Schwann細(xì)胞失去與軸突的接觸，導(dǎo)致神經(jīng)營養(yǎng)素受體(p75 neurotrophin receptor，p75NTR)表達(dá)快速增加，介導(dǎo)細(xì)胞死亡。研究表明，Merlin在體內(nèi)外均能抑制Schwann細(xì)胞中的p75NTR水平[23]。當(dāng)軸突被切斷后，Merlin蛋白磷酸化失活，允許與軸突失去接觸的Schwann細(xì)胞重新進(jìn)入細(xì)胞周期，p75NTR表達(dá)增加。p75NTR可通過JNK通路激活NF-κB，在前庭神經(jīng)鞘瘤(vestibular schwannomas, VS)細(xì)胞中產(chǎn)生促生存效應(yīng)[24]。最近的研究發(fā)現(xiàn)異常NF-κB激活是VS細(xì)胞增殖的根本原因，且NF-κB抑制劑在體外可減少VS細(xì)胞增殖，進(jìn)一步證實(shí)該途徑在VS腫瘤發(fā)生中的重要作用[25]。這部分解釋了神經(jīng)鞘瘤細(xì)胞為何在沒有軸突接觸的情況下具有長期生長和存活的能力[26]。因此，Merlin/p75NTR信號(hào)通路可以作為針對(duì)神經(jīng)鞘瘤的特異性治療靶點(diǎn)。

3.Neuregulin1/ErbB2/3通路：軸突和Schwann細(xì)胞之間研究得最清楚的信號(hào)通路為神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白1(Neuregulin1，Nrg1)/表皮生長因子受體ErbB2/3通路。Alexander Schulz等[27]分析了神經(jīng)元表達(dá)的Merlin對(duì)該通路的影響。在軸突膜上表達(dá)的Nrg1 Ⅲ型是Schwann細(xì)胞的一種近分泌生長因子的受體，研究發(fā)現(xiàn)，在敲除Merlin后該受體表達(dá)降低。此外，從NF2患者獲取的人腓腸神經(jīng)活檢顯示Nrg1 Ⅲ型的表達(dá)銳減，并伴隨ErbB2的表達(dá)代償性上調(diào)。神經(jīng)元特異性Merlin敲除的小鼠和NF2患者樣本所得的結(jié)果一樣。此外，Schwann細(xì)胞中的Merlin與CD44相互作用，CD44是一種能誘導(dǎo)ErbB2磷酸化的膜糖蛋白[28]。由于過表達(dá)Merlin蛋白可抑制CD44與透明質(zhì)酸結(jié)合及腫瘤生長，而CD44結(jié)合結(jié)構(gòu)域缺失的突變型Merlin蛋白則不能抑制腫瘤生長，因此Merlin蛋白至少部分通過負(fù)性調(diào)控CD44發(fā)揮其腫瘤抑制作用[29]?？梢?，Merlin在神經(jīng)元和Schwann 細(xì)胞中都具有調(diào)節(jié)ErbB2/3受體表達(dá)的功能，因此，ErbB2/3受體已被認(rèn)為是治療NF2的潛在靶標(biāo)，可使用單克隆抗體Trastuzumab或酪氨酸激酶抑制劑拉帕替尼來治療。

4.CRL4DCAF1 E3泛素連接酶：去磷酸化的Merlin可轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，結(jié)合并抑制CRL4DCAF1 E3泛素連接酶。研究發(fā)現(xiàn)Merlin的去磷酸化形式優(yōu)先轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，而磷酸化形式則無法入核，這與Merlin以其去磷酸化形式抑制腫瘤發(fā)生的觀察一致。雖然Merlin缺乏經(jīng)典的核定位序列，但它在羧基末端含有促進(jìn)CRM1核輸出蛋白通路的核輸出基序。另外，Merlin的FERM區(qū)對(duì)于核定位至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)CRL4DCAF1通過泛素化和抑制Lats1/2在細(xì)胞核中促進(jìn)Hippo通路的YAP功能和TEAD依賴性轉(zhuǎn)錄，而Merlin可抑制CRL4DCAF1的功能，從而發(fā)揮腫瘤抑制功能。盡管如此，Merlin抑制CRL4DCAF1的具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

5.Rho-GTPase信號(hào)通路：研究發(fā)現(xiàn)，Merlin通過作用于small GTPase-RhoA信號(hào)，促進(jìn)神經(jīng)元損傷后的再生。該研究通過建立小鼠坐骨神經(jīng)擠壓損傷模型，條件性敲除Merlin可引起小鼠功能恢復(fù)不良，這與它調(diào)節(jié)外周神經(jīng)RhoA的活性有關(guān)。RhoA是small GTPase的下游信號(hào)組分，能調(diào)節(jié)局部細(xì)胞骨架重排，是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和再生過程中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)信號(hào)。Merlin通過作用于RhoA影響神經(jīng)再生的能力，符合NF2患者接受前庭神經(jīng)纖維瘤手術(shù)后面神經(jīng)麻痹恢復(fù)緩慢的發(fā)生率更高的臨床觀察。此外，在神經(jīng)細(xì)胞間成熟的緊密連接處，Merlin與支架蛋白Angiomotin相互作用，調(diào)節(jié)接觸抑制和潛在的腫瘤抑制。Merlin與Angiomotin結(jié)合并取代富含Rac的GTPase活化蛋白，從而抑制Rac/PAK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。該種抑制作用加強(qiáng)了細(xì)胞間的接觸抑制，并且阻礙促有絲分裂信號(hào)，從而抑制腫瘤的發(fā)生。

五、展 望

自1993年發(fā)現(xiàn)Ⅱ型神經(jīng)纖維瘤病是由NF2基因突變引起，對(duì)該基因編碼產(chǎn)物Merlin蛋白的研究一直方興未艾。雖然目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Merlin在神經(jīng)系統(tǒng)以外組織也發(fā)揮重要作用，但其主要作用是抑制神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生。手術(shù)治療是目前最常用的方法，但預(yù)后較差，復(fù)發(fā)率很高，積極探索其他治療方法是腫瘤科醫(yī)生的迫切任務(wù)。近年來，對(duì)Merlin功能及其信號(hào)通路的研究使得治療NF2的潛在靶標(biāo)逐漸增多，已經(jīng)出現(xiàn)針對(duì)Hippo、p75NTR/JNK/NF-κB、Neuregulin1-ErbB2/3等信號(hào)通路關(guān)鍵分子的靶向治療探索。隨著對(duì)Merlin信號(hào)通路研究的不斷深入，相信不遠(yuǎn)的將來會(huì)出現(xiàn)更多靶向藥物，為NF2的臨床治療帶來光明的前景。