核仁磷酸蛋白突变与血液肿瘤Word格式文档下载.docx

核仁磷酸蛋白突变与血液肿瘤Word格式文档下载.docx

《核仁磷酸蛋白突变与血液肿瘤Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核仁磷酸蛋白突变与血液肿瘤Word格式文档下载.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实体肿瘤细胞往往高表达NPM基因，产生过量核仁磷酸蛋白，增进细胞恶性增殖和抗击凋亡［1］。

在血液系统恶性疾病中最多见累及NPM1的基因重排，它与其它基因（RARa、MLF一、ALK）形成致癌性的融合蛋白，增进急性早幼粒细胞白血病（M3）、骨髓增生异样综合征（MDS）和淋巴瘤的发生［2］。

尽管如此，NPM基因高表达或基因重排在血液肿瘤并非常见。

最近研究发觉，NPM基因突变是白血病发生的要紧分子事件之一，累及急性髓系白血病（AML）的多种亚型，尤其是具有正常核型的髓系白血病细胞中，少数MDS病例也发觉有NPM突变［3］。

白血病细胞NPM突变只是致使胞浆中显现大量的核仁磷酸蛋白，但并非伴有除FLT3之外的其他已知的AML致癌基因的改变，提示NPM突变可能在核型正常的血液肿瘤的发生中具有启动作用。

因此，本文对核仁磷酸蛋白突变在血液肿瘤中的研究进展做一综述。

NPM的结构和功能

人类NPM基因位于染色体5q35，基因全长约23kb，编码由294个氨基酸组成的蛋白质。

从分子结构上核仁磷酸蛋白可分为3个区域：

同源寡聚体结合区、核仁定位信号区和酸性氨基酸区。

在正常情形下核仁磷酸蛋白要紧位于核仁颗粒区，可是能够穿梭于核仁、核质和胞质而发挥重要作用。

中国实验血液学杂志JExpHematol2007;

15（3）核仁磷酸蛋白突变与血液肿瘤核仁磷酸蛋白是一种多功能的蛋白质。

一方面，NPM具有核糖核酸内切酶活性，通过参与28SrRNA的形成，进而促使核糖体的合成［4］；

同时NPM可作为细胞周期依托性蛋白激酶2（CDK2）/细胞周期蛋白E（cyclinE）复合物的直接底物，被CDK2/cyclinE磷酸化后从中心体中解离出来，中心体才能得以复制，这提示NPM在调控周期进程和增进细胞增殖中发挥重要作用［5］。

另一方面，NPM作为分子伴侣，能够阻止核仁内多种蛋白质的聚集，并稳固另起读框（alternativereadingframe,ARF）蛋白滞留于核仁内［6］。

另外，NPM还可离开核仁，穿梭于核质和胞质之间，调剂p53等多种肿瘤抑制因子的活性，从而在细胞凋亡调剂中发挥重要作用。

NPM突变在血液肿瘤中的表达

最近研究发觉，NPM关于胚胎发育和维持遗传稳固性是必需的。

一方面，NPM1基因失活可致使无穷制的中心体复制和基因组失稳；

另一方面，在胚胎发育第—天，NPM1/和NPM1hy/hy突变可使小鼠因造血功能缺点致使的贫血而形成器官发育异样乃至死亡，而NPM1+/小鼠那么可发育出具有人类MDS特点的血液综合症。

这揭露了NPM基因在发育进程中的大体作用，其功能的缺失是肿瘤和MDS发生的重要缘故［7］。

NPM突变在急性髓系白血病中的表达

最近Falini等［3］在对591例成人急性髓系白血病（AML）NPM基因表达的研究中发觉，其中208例AML患者（占%）白血病细胞胞浆中检出NPM蛋白，NPM基因突变致使大量的NPM分子从核仁移位至胞浆，因此把基因突变致NPM胞浆移位的白血病细胞称之为NPMc+细胞。

这种NPMc+细胞散布在除M3、M4eo、M7之外的其它急性髓系白血病FAB各亚型中。

进一步研究发觉，在成人AML病例中，女性患者NPM突变发生率比男性患者要高倍，提示在成人病例中NPM突变发生率存在着性别不同［8］。

另外，在对85例40岁以下的AML病例研究中发觉，NPM突变的仅有3例（占%），年龄较小患者NPM突变的发生率明显低于年龄较大患者，说明成人AML患者NPM突变率随着年龄的增大而增高，呈正相关［9］。

关于儿童AML中NPM突变的情形，Cazzaniga等［10］做了详细的研究，在107例儿童（其中10岁以下的有62例，10岁以上的有45例）AML病例中，NPM突变的病例仅占%，而Falini［3］发觉%的成人AML患者存在NPM突变，说明在儿童AML中NPM发生突变的可能性比成年病例要低得多。

进一步详细分析NPM突变的儿童AML患者的临床特点，发此刻性别和白细胞计数方面，NPM突变型（NPMmut）和NPM野生型（NPMwt）病例没有显著的不同，可是在年龄上存在明显的趋势，年龄大于10岁的儿童AML患者中有%发生NPM突变，说明关于年龄较大的儿童，发生NPM突变的可能性相对地说较高。

这与在成人患者中NPM突变的发生率与年龄呈正相关的特点相似。

相关于急性髓系白血病而言，在慢性髓系白血病中NPM突变并非普遍。

Jonathan等［11］研究发觉，若是在慢性髓系白血病患者中一旦显现了NPM突变，这就提示慢性髓系白血病极有可能在短时间内迅速地进展成为AML，使得患者的预后较差。

目前在淋巴细胞白血病中NPM突变尚未见文献报导，这可能与这种血液肿瘤往往有明确的基因易位，并伴有异样核型有关。

NPM突变在骨髓增生异样综合征中的表达

除在AML中发觉有NPM突变之外，最近Zhang等［12］在38例原发性骨髓增生异样综合征（MDS）病例中，发觉2例有NPM突变（占%），别离是难治性贫血（RA）和难治性贫血伴原始细胞增多症I型（RAEBI）。

尽管这两例病人表现出异样的核型，但均未涉及NPM1所在的5号染色体的改变。

而以往人们普遍以为，在MDS患者5号染色体上NPM1所在区域缺失，常常发生染色体易位而产生NPMMLF1融合基因。

因此，作者以为该研究第一次证明了在MDS中也存在NPM突变，并提出除NPM1有关的染色体易位外，NPM突变也可能参与了MDS的发病机制，但其具体机制还有待进一步研究。

NPM突变的细胞生物学特点

进一步研究NPMc+细胞的生物学特点发觉，NPMc+细胞除拥有正常核型外，其他已知的AML致癌基因如MLL、DEKCAN基因等均未见异样［13，14］。

尽管NPMc+细胞中FLT3基因内部串联重复（FLT3ITD）频繁发生突变，其突变发生率显著高于胞浆中不含突变NPM（NPMc-）的AML病例，可是NPM的胞浆移位与FLT3ITD的突变发生率具有独立的相关性。

分析NPMc+累及的细胞亚群，发觉NPM突变细胞不表达CD34干细胞表型，但常常表现为CD133-、HLADR-、FLT3+而且累及多谱系，提示并非是所有白血病细胞都存在NPM突变，NPMc+可能累及初期祖细胞水平［3］。

采纳基因芯片技术进一步对NPMc+细胞基因表达谱进行对照分析，发觉NPMc+细胞高表达维持造血干细胞表型和增殖的基因，如HOX基因、Notch1ligandJAG1基因。

这些研究结果提示，在异质性的白血病细胞群中NPMc+可能累及造血祖细胞乃至更初期的造血干细胞［15］。

NPM突变致使胞浆移位的分子机制

NPM突变是如何形成的呢？

突变型NPM又是通过如何的机制离开核仁进入胞浆的呢？

此刻对此已研究得比较清楚。

NPM突变的类型

NPM突变基因是杂合型的，在基因座上保留了1个野生型的等位基因。

目前发觉有40种NPM基因突变的变异体，都是由在外显子12的不同位置插入不同的核苷酸而产生，要紧以6种变异体（mutationAF）为主，其中最多见的是mutationA，它是在野生型NPM核苷酸序列上第956959位上插入1个TCTG4个核苷酸而形成串联重复序列；

mutationB、C、D是在野生型NPM核苷酸序列上第960位之前插入了4个不同碱基而产生；

而mutationE、F是由于缺失了野生型NPM核苷酸序列第965969位上的GGAGG碱基序列，但随后插入了2种不同的9个碱基的序列而产生［16］，如附表所示。

突变NPM胞浆移位的分子机制

MutationAF均致使了NPM基因外显子12的移码突变，使NPM蛋白C结尾的7种氨基酸被11种氨基酸残基所取代，从而致使NPM蛋白C端的288和290位点上至少有1个色氨酸发生突变而产生一个核输出信号，最终使NPM移位到胞浆［17］。

可是最近Nakagawa等［18］提出，在野生型NPM分子结构中C端的色氨酸只是对NPM的核仁定位起要紧作用，而对NPM的胞浆移位不起要紧作用；

他同时还提出在突变NPM的C端中存在一种核输出信号序列（NES），由疏水性氨基酸残基序列所组成，其共有序列为Lx（13）Lx（23）LxL（L为亮氨酸，x代表任何氨基酸）。

NES中的分子被核输出信号受体CRM1所识别，从而产生核输出信号，致使NPM移位到胞浆。

在此基础上，Falini等［19］将突变NPM（mutationAD）基因转染入正常成纤维NIH3T3细胞，发觉突变NPM蛋白聚集在胞浆中。

若是利用CRM1的抑制剂LMB处置NPM胞浆移位的NIH3T3细胞，发觉突变NPM能够从头定位于核质，进一步证明突变NPM移位胞浆是通过CRM1依托途径。

另外，在野生型NPM的N端92104位点有1个生理性的NES序列，假设将此NES序列敲除或将C端突变产生的NES序列敲除，然后将NES序列敲除的NPM基因转染入NIH3T3细胞，发觉不管敲除N端仍是C端的任意一种NES序列，NPM都只能出此刻核质中而不能聚集在胞浆中，这说明突变NPM只有在同时具有两种NES序列的情形下才能实现其胞浆的聚集。

以上均说明了突变NPM在胞浆中的异样表达不单单只是依托某一种氨基酸或某一种NES序列，而是多种因素一起作用的结果。

NPM突变参与白血病发病的分子机制

在正常核型的白血病细胞中，NPM基因突变只是致使核仁磷酸蛋白的胞浆移位，并非同时伴发其它已知AML致病基因的改变，那么，NPM基因突变及其胞浆移位在白血病的发病机制中具有什么样的作用呢？

可否成为正常核型AML发病的始动因素？

在生理条件下，野生型NPM通过直接与P53的彼此作用引发P53在细胞内从头散布（机制尚不清楚），进而稳固和增强P53活性，同时P53靶基因P21的mRNA水平也相应增高，使细胞的增殖受到抑制，因此NPM高表达能够通过增加P53的稳固性而抑制细胞的增殖并引发细胞凋亡［20］。

NPM突变后对P53活性的直接作用尽管尚未见文献报导，可是突变NPM能够通过Arf－P53途径间接调剂P53的活性。

在正常情形下，野生型NPM在稳固Arf上也起着必然的作用。

NPM与Arf结合后，一方面将Arf固定于核仁，使Arf免受蛋白酶体的降解作用；

另一方面NPM与新合成的ARF结合，充当ARF的分子伴侣稳固其结构，爱惜Arf免受降解或聚集，从而使Arf在细胞中处于一个稳固的水平，抑制细胞过渡增殖［21，22］。

另外，当NPM水平过度增高后，Arf也能降解NPM，从而形成NPMArf的负反馈调剂环［23］。

当NPM发生突变后，突变的NPM与野生型NPM竞争结合Arf。

同时由于NPM突变在C端产生了一个依托CRM1的核输出信号序列，突变NPM将携带ARF从核仁进入胞浆，从而Arf的活性和稳固性降低，半寿期明显缩短［24］。

Arf是一种抑癌蛋白，它的失活或水平降低一方面将无法结合人双微体蛋白（HDM2，鼠双微体蛋白称之为MDM2），HDM2得以发挥对P53转录活性的负调控作用，从而致使P53依托途径的失活；

另一方面，Arf自身就有抑制核糖体合成、阻止细胞周期的功能，因此它的失活也将致使P53非依托途径失活，刺激核糖体合成和增进细胞周期进程，使细胞过度增殖［25，26］。

尽管NPM突变可致使抑癌基因Arf和P53的失活，加上FLT3致癌基因的刺激，可能促使NPM突变细胞发生恶性转化，是致使白血病发生的重要分子机制。

但是，依照以往的研究所知，P53活性是维持基因组稳固性的重要因素，假设P53失活将致使细胞基因组的不稳固。

可是目前的研究发觉，NPM突变引发P53失活这一事件却往往出此刻核型正常的AML中，因此NPM突变及其P53失活在核型正常白血病患者发病中的详细机制还有待深切探讨［27］。

NPM突变的临床意义

NPM突变不仅要紧出此刻核型正常的AML患者细胞中，而且成人NPMc+的AML病例对化疗药物诱导的减缓灵敏，因此Schnittger等［28］提出能够把NPMc+作为预测AML预后良好的因素之一。

但是，NPM突变患者往往同时存在FLT3ITD突变，而在药物诱导AML减缓的实验中，发觉FLT3ITD突变能够降低患者的完全减缓率（CR），因此单纯NPMc+的AML患者预后较好，假设同时伴随FLT3ITD突变，将会阻碍AML患者对化疗药物诱导的减缓成效［5］。

因此，在实际应用中，不仅要检测突变NPM，还要同时检测FLT3ITD突变，并结合年龄等其它因素，综合判定原发性AML的预后［29］。

如何监测微量残留白血病（MRD），从而达到有效医治并最终根治白血病的目的，一直是血液肿瘤学研究的热点。

但到目前为止大部份核型正常的AML尚未可供选择的特异性指标。

最近研究发觉，NPM突变可作为监测MRD的新指标。

利用RQPCR检测突变NPM基因cDNA的拷贝数，从而对MRD做出监测。

在13例NPM突变的AML患者中，突变NPM基因的cDNA拷贝数均大于30000。

通过药物医治后，其中有10例取得血液学减缓，其突变NPM基因cDNA的拷贝数明显下降，而药物医治无效的3例患者其突变NPM基因cDNA的拷贝数下降程度很小或不下降。

这说明突变NPM基因cDNA的拷贝数与患者的临床状况有显著的相关性，因此NPM基因突变可作为监测MRD的新指标［16］。

结语

NPM是一种多功能的核仁磷酸蛋白，参与核糖体前体和其它蛋白的胞浆胞核穿梭运输，调剂细胞周期和凋亡进程，在肿瘤的生长发育中起着重要作用。

在核型正常的血液肿瘤中，NPM常常发生突变从而致使其移位至胞浆，突变NPM致使Arf失活，通过依托或非依托p53途径增进白血病细胞恶性增殖。

可是NPM突变后如何参与操纵中心体的复制使细胞仍然具有整倍体的属性，从而维持白血病细胞的正常核型？

NPM突变p53失活后白血病细胞是如何维持基因组的稳固性？

细胞恶性增殖需要大量核糖体的合成、组装和运输这又是通过如何的机制而进行的？

这些问题都有待研究查明。

由于在正常核型的AML患者中，往往只有NPM突变这一分子特点，不伴有除FLT3之外的其他已知AML致癌基因的改变。

因此，针对突变NPM的靶向分子医治有可能成为治愈核型正常血液肿瘤的有力手腕。

【参考文献】

　　1SubongEN,ShueMJ,EpsteinJI,etal.Monoclonalantibodytoprostatecancernuclearmatrixprotein（PRO:

4-216）recognizesnucleophosmin/B23.Prostate,1999;

39:

298-304

2IwaharaT,FujimotoJ,WenD,etal.MolecularcharacterizationofALK,areceptortyrosinekinaseexpressedspecificallyinthenervoussystem.Oncogene,1997;

14:

439-449

3FaliniB,MecucciC,TiacciE,etal.Cytoplasmicnucleophosmininacutemyelogenousleukemiawithanormalkaryotype.NEnglJMed,2005;

352:

254-266

4BertwistleD,SugimotoM,SherrCJ.PhysicalandfunctionalinteractionsoftheArftumorsuppressorproteinwithnucleophosmin/B23.MolCellBiol,2004;

24:

985-969

5OkudaM,HornHF,TaraporeP,etal.Nucleophosmin/B23isatargetofCDK2/cyclinEincentrosomeduplication.Cell,2000;

103:

127-140

6SzebeniA,OlsonMO.NucleolarproteinB23hasmolecularchaperoneactivities.ProteinSci,1999;

8:

905-912

7GrisendiS,BernardiR,RossiM,etal.Roleofnucleophosmininembryonicdevelopmentandtumorigenesis.Nature,2005;

437（7055）:

147-153

8ThiedeC,KochS,CreutzigE,etal.PrevalenceandprognosticimpactofNPM1mutationsin1485adultpatientswithacutemyeloidleukemia（AML）.Blood,2006;

107:

4011-4020

9ChouWC,TangJL,LinLI,etal.Nucleophosminmutationsindenovoacutemyeloidleukemia:

theage-dependentincidencesandthestabilityduringdiseaseevolution.CancerRes,2006;

66:

3310-3316

10CazzanigaG,Dell'

OroMG,MecucciC,etal.Nucleophosminmutationsinchildhoodacutemyelogenousleukemiawithnormalkaryotype.Blood,2005;

106:

1419-1422

11JonathanSC,Caudill,AlexanderJ,etal.Cterminalnucleophosminmutationsareuncommoninchronicmyeloiddisorders.BrJHaematol,2006;

133:

638-641

12ZhangY,ZhangM,YangL,etal.NPM1mutationsinmyelodysplasticsyndromesandacutemyeloidleukemiawithnormalkaryotypeLeukRes,2007;

31:

109-111

13SchnittgerS,SchochC,DugasM,etal.AnalysisofFLT3lengthmutationsin1003patientswithacutemyeloidleukemia:

correlationtocytogenetics,FABsubtype,andprognosisintheAMLGGstudyandusefulnessasamarkerforthedetectionofminimalresidualdisease.Blood,2002;

100:

59-66

14FrohlingS,SchlenkRF,BreitruckJ,etal.PrognosticsignificanceofactivatingFLT3mutationsinyoungeradults（16to60years）withacutemyeloidleukemiaandnormalcytogenetics:

astudyoftheAMLStudyGroupUlm.Blood,2002;

4372-4380

15AlcalayM,TiacciE,BergomasR,etal.Acutemyeloidleukemiabearingcytoplasmicnucleophosmin（NPMc+AML）showsadistinctgeneexpressionprofilecharacterizedbyupregulationofgenesinvolvedinstemcellmaintenance