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Transcription factors in hematopoiesis regulation

转录因子与造血调控



全 文 :生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第22卷 第9期
2010年9月
Vol. 22, No. 9
Sep., 2010
文章编号 :1004-0374(2010)09-0851-07
收稿日期:2010-04-07;修回日期:2010-05-07
基金项目:安徽省卫生厅临床医学应用技术项目
(2008B018) ;安徽省自然科学基金项目(070413257X)
*通讯作者:E-mail:dingkaiy@yahoo.com.cn
转录因子与造血调控
朱守伟,丁凯阳*
(安徽医科大学附属省立医院,合肥230001)
摘 要:血细胞生成是一个极其复杂的过程,转录因子在这个过程中起到了重要的调控作用。而转录
因子的表达具有阶段和细胞系特异性。在造血干细胞的增殖和分化、髓系和淋巴系细胞等的成熟过程
中,众多转录因子既相互作用又表现出各自的特异性。转录因子数目较多,该文仅就一些与造血细胞
分化、成熟相关的转录因子近年来的研究进展作一介绍。
关键词:转录因子;造血细胞;造血调控
中图分类号:R331 文献标识码:A
Transcription factors in hematopoiesis regulation
ZHU Shou-wei, DING Kai-yang*
(Department of Hematology, Affiliated Provincial Hospital, Anhui Medical University, Hefei 230001, China)
Abstract: Hematopoiesis is an extremely complex process, in which transcription factors play an important role.
Transcription factors are stage and cell lineage-specific, which interact with each other and also demonstrate
specificity in hematopoietic stem cell (HSC) proliferation and differentiation, myeloid and lymphoid lineage cell
maturity. In this article, we briefly review study of some transcription factors in recent years.
Key words: transcription factors; hematopoietic cells; hematopoiesis regulation
1 转录因子的一般结构及生物学性状
转录因子通常有三个结构域:D N A 结合结构
域、转录活化域、结合其他因子或调控蛋白的调节
结构域。转录因子通过 DNA 结构域分类,相同类
型的转录因子的DNA结构域比较保守。转录因子的
DNA结构域具有四种类型:螺旋-转角-螺旋(helix-
turn-helix, HLH)、锌指(zinc fingers)、亮氨酸拉链
(leucine zippers, bZIP)和螺旋-环-螺旋(helix-loop-
helix, bHLH)。
转录因子是序列特异性的 DNA 结合蛋白,它
们的功能包括:(1)维持DNA 的空间结构;(2)启动
DN A 复制;(3)控制基因转录。在基因的转录中,
转录因子可以行使激活或抑制的作用。转录因子对
基因的激活作用受到 DN A 的结合能力、转录因子
的表达水平以及其他因子的相互作用等因素的影
响。转录因子的抑制作用可分为直接抑制和间接抑
制两种方式。
在造血调控中,造血干细胞的发育和各系的分
化成熟需要不同的转录因子参与,并且牵涉到转录
因子的激活和失活、表达的上调和下调以及多种转
录因子之间的相互作用。同时其他的调节因子也可
以通过对转录因子的调控而调节造血。部分转录因
子在造血调控中的作用位置如图 1 所示。
2 转录因子的造血调控作用
2.1 髓系转录因子
2.1.1 C/EBPα (CCAAT/enhancer-binding protein α)
C/EBPα 属于C/EBP 转录因子家族。C/EBP 家
族C端35个氨基酸残基形成α螺旋,每隔6个氨基
酸有一个亮氨酸,这些亮氨酸在螺旋的同侧出现,
852 生命科学 第22卷
是二聚体形成的基础。C/EBPα 倾向于在髓系中表
达。在调节骨髓造血的过程中,C/EBPα 通过调控
细胞因子及其受体、其他转录因子以及细胞系特异性
基因的表达来发挥作用。例如:在髓细胞中,C/EBPα
转录激活单核细胞集落刺激因子(monocyte-colony
stimulatory factor, M-CSF)和粒细胞集落刺激因子
(granulocyte-colony stimulatory factor, G-CSF)受体的
启动子,从而发挥调控髓细胞分化的作用,而突变
的生长因子受体激活也可影响C/EBPα的功能[1]。在
造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSC)的分化过
程中,C/EBPα 通过抑制红细胞的分化和诱导髓细
胞的分化从而决定了多能祖细胞的分化方向。生长
因子或其他外源性信号分子通过减弱或增强C/EBPα
的表达决定了共同髓样前体细胞(common myeloid
precursor, CMP)的分化方向[2]。C/EBPα在造血祖细
胞中的表达可诱导粒细胞分化,在某些情况下还能
促进巨噬细胞的分化[3]。C/EBPα缺乏时脾集落细胞
形成单位(colony-forming unit spleen, CFU-S)过度增
殖,不影响CFU 转化为CMP,但CMP 转化为粒系/
单核系祖细胞(GMP)的能力减弱,GMP 转化为单核
细胞集落形成单位(colony-forming unit monocyte,
CFU-M)及 GMP转化为粒细胞集落形成单位(colony-
forming unit granulocyte, CFU-G)的能力均明显减弱。
在其他细胞的生成过程中,C/EBPα 缺乏后巨噬细
胞的增殖能力增强、分化能力减弱,原因可能是
C/EBPα 缺乏引起单核细胞集落刺激因子受体(M-
CSFR)的表达缺陷[4]。C/EBPα 的下调在肥大细胞和
嗜碱性粒细胞的发育中也具有重要作用,在GMP 阶
段,C/EBPα 的表达抑制调控着肥大细胞和嗜碱性粒
细胞的分化[5]。
C/EBPα 的基因突变影响C/EBPα 的调控作用。
C/EBPα mRNA 可翻译出两种蛋白质:C/EBPα P42
(42 k)和C/EBPα P30 (30 k)。C/EBPα P30抑制C/EBPα
P42介导的转录激活作用。C/EBPα 的基因突变可影
响蛋白质的 N 端,使 C/EBPα P42 终止,C/EBPα
P30 表达过度,还影响bZIP 使二聚体和 DNA 结合
障碍,C/EBPα P30 丧失了激活能力并抑制转录。
这样便降低了C/EBPα对目的基因的激活[6]。C/EBPα
的基因是多态性的,而基因的突变类型也是多种多
样的。所以基因的改变是致病的突变还是仅仅是基
因多态性的表现,是在研究C/EBPα 的突变与临床
相关性之前必须要明确的问题[7]。
在C/EBPα 抑制细胞增殖的机制研究中,首先
发现的是细胞周期依赖性蛋白激酶(CDK)抑制因子
图 1 转录因子在造血调控中的作用位置
853第9期 朱守伟,等:转录因子与造血调控
P21。C/EBPα 的表达可使 P21 的水平增高 20 倍,
C/EBPα 基因缺失后使P21的水平下降。P21结合并
抑制 CDK2、CDK4、CDK6 的激酶活性。C/EBPα
可直接通过与 CDK2、CDK4 结合并抑制其激酶活
性,诱导细胞周期停滞。C/EBPα 也可通过调节与
CDK2/CDK4 和 P21 的复合物结合并相互作用,诱
导细胞周期停滞。此外,还存在其他的机制,如
通过调节RB-E2F 复合物以及SWI/SNF 复合物的功
能,抑制E2F 的转录激活作用等。在低危人类AML
中,发现C/EBPα 是通过与NF-κB P50 相互作用诱
导凋亡抑制基因Bcl-2的表达来抑制细胞凋亡[8]。
通过对调控细胞分化的机制的研究发现,蛋白
质Max与C/EBPα之间的相互作用在诱导髓系祖细胞
分化过程中增强了C/EBPα 的转录激活作用。如果
Max 的作用消除,C/EBPα 在粒细胞分化中的作用
减弱[9]。
2.1.2 PU.1 (Purine-rich box 1)
PU.1是Ets(E twenty-six specific)转录因子家族
的成员,结合核心序列 G G A A 组件,C 端有 D N A
结合结构域,含85个氨基酸。PU.1在造血干细胞、
淋巴祖细胞和部分髓系祖细胞中高表达,在淋巴细
胞和髓系细胞的成熟过程中具有重要作用。在对
淋巴系和髓系的作用中,PU.1调控淋巴系和髓系细
胞中多种基因的表达,包括细胞因子、M-CS F R、
G-CSFR、GM-CSFRα 以及 IL-7Rα[10]。研究发现,
使用免疫调节药物使PU.1的表达下调,可导致粒细
胞成熟障碍,髓系祖细胞数量增加,外周血中性粒
细胞减少[11]。在祖细胞的分化过程中,PU.1 在造
血祖细胞中的表达水平不同决定了造血祖细胞不同
的分化方向。PU.1 在 CMP 的表达下调将限制 CMP
向红系和巨核系的分化。PU.1在祖细胞中使分化和
自我更新保持平衡,但是在不同系别的细胞中发挥
的作用不同。在B 细胞和髓系细胞的分化成熟中起
促进作用,在红系细胞中起到维持自我更新和阻止
分化的作用[12]。
2.2 红系和巨核系转录因子
2.2.1 AML1(acute myeloid leukemia 1)
AML1是PEBP2(polyomavirus enhancer binding
protein 2)/核心结合因子(core binding factor, CBF)的
一种 α 亚单位,包括位于N 端的DNA 结合区(RHD)
和 C 端的非DNA 结合区(CBFβ),Runt 是其DNA 结
合结构域。AML1 在造血细胞中普遍表达,调节造
血细胞的分化和增殖。在小鼠骨髓中,AML1 的失
活可导致祖细胞/干细胞增加,原因是凋亡的抑制和
Bmi-1的表达增加[13]。AML1参与巨核细胞的成熟和
淋巴细胞的发育,AML1 缺陷的骨髓中,处于静止
期的HSCs 的数量减少[14]。
AML1 基因突变既可以发生在 N 端也可能发生
在C端。发生在C端突变(Ct型突变)的患者表现为
骨髓和外周血中细胞构成比增高,巨核细胞增多伴
发育不良,还表现为脾肿大及其他髓外增殖的表现[15]。
通过对鼠BMT 模型的研究发现,AML1 突变的位置
大部分位于RHD(AML1-D171N),这样的突变会导
致全血细胞减少伴随红系发育异常。框移突变引起
的C 端截除(AML1-S291fs)表现为脾肿大,白细胞
增多症,伴随显著的髓系发育异常[16]。AML1 突变
常伴有其他基因的异常,如AML1突变与-7/7q- 核
型异常密切相关;此外,FLT3、N-RAS、PTPN11
和 NF1 基因突变发生率也较无 AML1 突变者高。
2.2.2 GATA-1(GATA binding protein 1)
GATA-1 属于锌指结构转录因子,其DNA 结合
区包含两个高度保守的锌指结构,处于C 端的一个
锌指对与DNA 的特异结合是必需和充分的,N 端的
锌指结构对 DNA 结合起稳定作用。GATA-1 和它的
辅助因子FOG-1(friend of GATA-1)在红细胞、肥大
细胞、嗜酸性粒细胞和巨核细胞的发育中都具有重
要的作用[17]。研究发现:GATA-1 突变小鼠的骨髓
表现为持续性的血小板减少,血小板计数大约为正
常的15%,伴随不成熟的巨核细胞的扩增。GATA-1
缺失的巨核细胞比野生型巨核细胞的体积小并伴有
多种异常[18]。GATA-1 的功能缺失会引起红细胞的
分化异常,GATA-1 功能丧失后使红细胞分化障碍
不能达到成熟,另一方面来源于人类胚胎干细胞的
红细胞集落在过度表达GATA-1 时也会表现为最终
成熟障碍,并伴有凋亡增加[ 1 9 ] 。另外还发现,
GATA-1在红细胞生成早期阶段的表达可促进红细胞
的增殖,在红细胞生成晚期阶段的表达可诱导红细
胞的最终分化[20]。
GATA-1 的不同突变引起不同的功能异常。点
突变使蛋白质N端的锌指结构结合DNA 和 FOG-1 的
能力受损。框移和剪接突变使蛋白质缺少N 端产生
突变体GATA-1s,表达GATA-1s 的祖细胞表现为过
度增殖。GATA-1s 在红细胞和巨核细胞分化中的转
录激活作用比 GATA - 1 弱。在 GAT A - 1 缺失或在
GATA-1s 存在的情况下,巨核细胞祖细胞表现为增
殖过度并产生大量的 C D 4 1 + 巨核细胞。另外,
854 生命科学 第22卷
GATA-1 与 FOG-1 不能发生相互作用时,祖细胞扩
增水平降低,巨核细胞表现为DNA持续合成但不发
生分裂,形成多倍体细胞[21]。
通过对GAGA-1 造血调控机制的研究发现:(1)
表达细胞周期蛋白D1的基因是GATA-1 的一个目的
基因;(2)GATA-1 通过调节细胞周期蛋白D(cyclin
D)-CDK4 激酶的活性来调控巨核细胞的生长和多倍
体形成;(3)P16 是多倍体形成的抑制因子,P16 的
表达过度与cyclin D-CDK4复合物一起阻滞野生型巨
核细胞的多倍体形成[22]。
2.2.3 SCL(human stem cell leukemia gene, TAL-1)
SCL 是 bHLH 家族成员之一,SCL 控制着造血
干细胞的分化和各系的成熟过程,参与造血干细胞
向髓系祖细胞分化的调控,SCL 的表达减少可引起
髓系和红系祖细胞的分化障碍[23]。SCL在红细胞和
巨核细胞的成熟中具有重要作用。SCL 的 DNA 结合
异常可阻碍红细胞和巨核细胞的成熟。SCL 直接与
DN A 结合发挥转录调控作用控制着细胞的最终成
熟,而不与 DNA 直接结合,与其他调节因子协同
作用可以调控分化过程[24]。SCL在转录调控中既起
正调控的作用也发挥负调控的作用。在小鼠红白血
病细胞中SCL 的过度表达对红细胞的分化起积极作
用。在人K562 细胞系中,SCL 对红细胞分化起抑
制作用。在正常和白血病的 CMP 中,SCL 的异位
表达可抑制细胞分化。在巨核细胞生成中,Mef2c
是 SCL 的目的基因之一。Mef2c 缺失时,小鼠外周
血血小板减少,体积增大,形状异常[25 ]。
2.2.4 Fli-1(Flightless 1)
Fli-1是Ets家族成员之一,Fli-1在粒细胞和红
细胞的生成过程中发挥重要作用。在Fli-1基因缺失
的情况下,骨髓和外周血中性粒细胞和单核细胞数
量减少,粒系和早期红系祖细胞数量增加,C/EBPα、
G-CSF和 GM-CSF下调[26]。Fli-1具有维持红细胞存
活和抑制红细胞分化的作用。在 EPO 存在的条件
下,Fli-1在原始红细胞中的强制表达可抑制红细胞
对EPO 的反应从而抑制红细胞的分化,在EPO 不存
在的条件下,Fli-1的转录激活作用增强细胞的存活
能力[27]。
2.2.5 EKLF(erythroid krÜppel-like factor)
EKLF 是锌指转录因子 KLF 家族的成员之一,
识别人 β- 珠蛋白启动子的CACC 基序。EKLF 启动
子包括3 个GATA-1 结合位点,其中之一是启动子
活性必需的。作为转录激活因子和染色质修饰基
因,在红细胞生成中起积极作用,同时又可以作为转
录抑制因子对巨核细胞的产生起抑制作用,决定着巨
核/红系定向祖细胞(megakaryocytic/erythroidrestricted
progenitors, MEP)的分化方向。EKLF决定MEP分
化方向的生物学机制可能是,在巨核细胞和红细胞
基因增强子上Fli和 EKLF之间相互作用[28]。
缺少 EKL F 的小鼠循环血小板数量明显增加,
GpIIb 明显增加,Gata-1 和 Gata-2 显著增加,Pf4
(platelet factor 4)、Mpl(TPO receptor)也有增加,
但是对Fli基因表达水平影响不大。说明EKLF对巨
核细胞影响的机制可能是 EKLF 的蛋白修饰缺陷,
EKLF 对巨核细胞基因表达抑制作用的缺失,以及
Fli 基因表达的改变。同时试验还发现,由MEP 分
化成的红细胞在细胞表面和在mRNA 水平上仍保留
有巨核细胞的识别标志[29]。
EKLF 在红细胞生成中的功能包括:对 β- 珠蛋
白基因的激活,染色质重塑,活性染色质区室的建
立。EK LF 缺陷的红系祖细胞,血红素合成减少,
球蛋白合成不足,血红素合成中所需多种酶的表达
减少,引起血红蛋白形态学改变及影响细胞膜的稳
定性。在EKLF-/-小鼠中,胎肝造血消失,孕后14.5 d
小鼠死亡。在孕后13.5 d EKLF-/- 小鼠中,由于细
胞周期的停止,红系祖细胞不能完成最终分化。受
EKLF 缺失影响最大的基因是E2F2,它调节细胞从
G1 期到S期的转化。EKLF-/-早期红系祖细胞在G1期
到S 期的转化上会受到干扰,说明E2F2 是 EKLF 的
一个目的基因,E K L F 缺失会引起细胞周期受干
扰,最终导致分化异常[30 ]。
2.3 淋巴系转录因子
2.3.1 E2A
E 2 A 是转录因子 bH L H 家族中的一员,根据
bHLH 结构域的不同,E2A 蛋白具有两种形式——
E12 和 E47。E2A 广泛表达于各种类型的细胞,通
常与组织限制性II类 bHLH蛋白形成异二聚体。 ID
是 HLH 转录负性调节因子,有二聚化结构域,但无
DNA 结合区。在E12 和 E47 中,C 端 100~200 个氨
基酸残基可形成两个双性 α 螺旋,中间为非螺旋的
环,α 螺旋附近的氨基酸也有碱性区,其 D N A 结
合性质与亮氨酸拉链相似。E2A 在共同淋巴样前体
细胞(common lymphoid precursor, CLPs)分化为B细
胞以及B细胞分化成熟的各个阶段发挥着调控作用。
E2A 在 B 细胞生成的初始阶段发挥着关键作
用。在E2A 缺陷小鼠中,B 细胞生成停滞在pro-B
855第9期 朱守伟,等:转录因子与造血调控
细胞或pre-B细胞阶段。在B细胞生成的早期阶段,
E2A通过维持B细胞基因表达,控制lgH座位上VH-DJH
重组和调节lg-κ的重排而发挥调控作用。在E2A缺
陷的情况下,lg-κ的种系转录严重受损,并且重组
抑制[31]。近来发现,在pre-B细胞中,来自pre-BCR
的信号传导明显下调 λ5、VpreB 和 CD19 的表达,
其中Ca2+信号传导对SLC(surrogate light-chain)和
CD19 的表达下调发挥重要作用。SLC 基因可被E2A
激活,E2A 突变使E2A 不能与钙调蛋白结合,从而
对抗pre-BCR 的信号传导对 λ5、VpreB 和 CD19 的
表达抑制作用,使这些基因的表达增加。因此,
Ca2+ 下调 SLC 和 CD19 的基因表达是通过Ca2+/ 钙调
蛋白对E2A 的抑制作用实现的[32]。
E2A不仅调控骨髓中pro-B细胞、pre-B细胞和
未成熟B 细胞的分化,在外周血中E2A 对 B 细胞的
同种型转换和体细胞超频突变也具有重要作用,生
发中心中的B 细胞的分化、成熟B 细胞的生成和生
存力以及浆细胞的生成都依赖于E2A的作用。试验
证明,E2A 缺陷的小鼠骨髓中B 细胞分化阻滞,脾
中B细胞比例和总数明显减少。E2A缺失后24 h内,
成熟B 细胞数量大量减少[33]。
2.3.2 PAX5(paired box-containing genes, PAX)
PAX 5 是 PAX 家族中的一员,PAX 家族以 PD
(paired domain)为特征,含有128个氨基酸的DNA
结合结构域。PAX5 蛋白含有HLH 基序,可与bHLH
蛋白形成异二聚体,阻止其与 DNA 结合。人PAX5
基因翻译出的PAX5蛋白是BSAP(B-cell specific ac-
tivator protein),PAX5 的目的基因包括CD19、
My C N、PS M B 5、B LK、BL N K 和 LE F 1,并激活
它们的表达,但PAX5 可抑制PDCD1 的表达。B 细
胞产生的第一阶段是 H S C 分化为 C L P ,此后,
E2A、EBF1 和 PAX5 的存在诱使CLP 发展为B 细胞。
它们中任何一个缺失,都会使B 细胞分化停留在早
期阶段。
在 B 细胞中,PAX5 以多种亚型存在,其中一
些亚型已经在B 细胞恶性疾病中被检测出来。与正
常 B 细胞相比,在 B 细胞恶性疾病中,PAX5 亚型
的表达下调,且不同的试验得出的数据不同。最近
的研究发现,淋巴瘤和正常的B 细胞都表达多种亚
型的 PA X5。在正常 B 细胞和 B 细胞恶性疾病中,
PAX5 亚型的表达形式没有明显的不同[34]。在小鼠
模型中,PAX5 在 B 细胞分化的早期阶段表达,在
B 细胞生成的过程中进行选择性剪接。以前的报道
显示,PAX5 的重排参与白血病生成,242 名 BCP-
ALL(B-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia)
儿童中有31.7% 存在PAX5 突变,119 名 BCP-ALL
成人患者中有30% 存在PAX5 突变。最近的报道发
现,BCP-ALL 的产生不仅有PAX5 突变的参与,还
与PAX5 的剪接异常有关,而且还发现在BCP-ALL
中,常见PAX5 的全长亚型和 PAX5Δ2 亚型之间存
在不平衡[35]。
3 转录因子之间的相互作用
在调控造血过程中,多种转录因子往往相互作
用共同调控造血细胞的增殖和分化。如:AML1 与
PML1 结合形成复合物可增强 AML1 的转录激活作
用,刺激髓细胞分化[36]。AML1 与其他转录因子,
如AP-1、C/EBPα、C-Myb、Ets-1 和 PU.1 在转录
激活上也有协同作用。AML1 通过与 GATA-1 的相
互作用参与巨核细胞的分化[3 7 ]。G A T A - 1 + M P P
(multipotent progenitor)能分化为红细胞而不能分化为
淋巴细胞。而PU.1+ MPP 则具有分化为粒细胞、单
核细胞、淋巴细胞的能力,而不具有分化为巨核细
胞、红细胞的能力。说明 GATA-1+ 和 PU.1+ MPPs
各自具有强大的增殖和分化为 CMPs 和 CLPs 的能
力,所以GATA-1 和 PU.1 的相互激活作用决定了多
能祖细胞的分化方向[38]。GATA 因子在造血过程中
影响造血干细胞的分化方向,部分机制是通过对
PU.1基因转录的分级抑制[39]。GATA-1与 PU.1 相互
作用并相互抑制,PU.1 的过度表达可阻止GATA-1
与 DNA 的结合从而抑制GATA-1 的作用,影响红细
胞的分化成熟[40]。在红系祖细胞中Gata-1和Smad5
相互作用诱导 EKLF 的表达,随后在红细胞的生成
过程中,Gata-1 调控着EKLF 的转录。
4 转录因子异常的临床研究
转录因子异常可引起造血异常,从而导致相关
疾病的发生。Shih 等[41]研究发现,在最初诊断的
MDS(myelodysplastic syndromes,骨髓增生异常综
合征)中,C/EBPα 的突变率为80%,在转化为AML
的 MDS 中,C/EBPα 的突变率为 12%。伴有原始
细胞增多的 MDS 和伴有多系发育异常的 AML 称为
MDS/AML。在 MDS/AML 患者中 AML1 的突变发生
率较高。而且大多数具有 AML1 突变的患者被诊断
为 MDS/A M L。说明 MDS /A M L 伴有 AML 1 突变可
作为 MDS 基因分类法的一个类型[42]。MDS 患者骨
髓中的单核细胞、CD34+ 祖细胞的 GATA-1 mRNA
856 生命科学 第22卷
的表达明显提高。GA T A - 1 的表达减少会引起贫
血、血小板减少,然后发展为MDS 和 AML。PU. 1
和Fli-1都参与了红白血病的发生。PU.1的过度表达
可引起红白血病的发生。另外,PU.1 抑制红细胞
的分化,在 EPO 存在的条件下,还可抑制红细胞
凋亡,这些都与红白血病有关[43]。许多研究表明,
Friend鼠白血病病毒对Fli-1的激活也可导致红白血
病的发生。AML1-ETO 是与AML 相关的最常见的染
色体异位所形成的融合基因,AML1-ETO 改变MEP
的分化方向,这种改变是因为在MEP 中 GATA-1 的
表达缺失和 PU.1 的表达增加。另外,AML1-ETO
也通过下调Scl的表达影响造血细胞的分化方向[44]。
E2A 在 B 系祖细胞中具有抑制细胞增殖的作用,在
具有t(1;19)和t(17;19)的B-ALL中,E2A的一个等
位基因缺失以及 E2A 融合蛋白参与了白血病的发
生。PAX5 是一种癌基因,常常与 B 细胞恶性疾病
的染色体畸变有关。例如,霍奇金淋巴瘤的 PAX5
经常过度表达或突变,在 A L L 的某些病例中,
PAX5 有单等位基因缺失、点突变或与其他基因的
融合。
5 展望
随着近年来对转录因子和造血调控的研究不断
深入,转录因子对造血进行调控以及转录因子异常
引起疾病发生的分子机制将越来越受到重视。基因
和分子基础上的研究将为血液系统疾病新的治疗方
法,如靶向治疗提供线索。
[参 考 文 献]
[1] Brown AL, Wilkinson CR, Waterman SR, et al. Genetic regu-
lators of myelopoiesis and leukemic signaling identified by
gene profiling and linear modeling. J Leukol Biol, 2006, 80
(2): 433-47
[2] Suh HC, Gooya J, Renn K, et al. C/EBPα determines he-
matopoietic fate in multipotential progenitor cells by inhib-
iting erythroid differentiation and inducing myeloid
differentiation. Blood, 2006, 107(11): 4308-16
[3] Zhang P, Nelson E, Radomska HS, et al. Induction of granu-
locytic differentiation by 2 pathways. Blood, 2002, 99(12):
4406-12
[4] Heath V, Suh HC, Holman M, et al. C/EBPα deficiency
result in hyperproliferation of hematopoietic progenitor cells
and disrupts macrophage development in vitro and in vivo.
Blood, 2004, 104(6): 1639-47
[5] Iwasaki H, Mizuno S, Arinobu Y, et al. The order of expres-
sion of transcription factors directs hierarchical specification
of hematopoietic lineages. Genes Dev, 2006, 20(21): 3010-21
[6] Pabst T, Mueller BU, Zhang P, et al. Dominant-negative
mutations of CEBPA, encoding C/EBPα in acute myeloid
leukemia. Nat Genet, 2001, 27(3): 263-70
[7] EI Abed R, Bourdon V, Huiart L, et al. Molecular study of
CEBPA in familial hematological malignancies. Fam Cancer,
2009, 8(4): 581-4
[8] Paz-Priel I, Cai DH, Wang D, et al. C/EBPα and C/EBPα
myeloid oncoproteins induce Bcl-2 via interaction of their
basic regions with NF-κB p50. Mol Cancer Res, 2005, 3(10):
585-96
[9] Zada AA, Pulikkan JA, Bararia D, et al. Proteomic discov-
ery of Max as a novel interacting partner of C/EBPα a Myc/
Max/Med link. Leukemia, 2006, 20(12): 2137-46
[10] Nutt SL, Metcalf D, D’Amico A, et al. Dynamic regulation
of PU.1 expression in multipotent hematopoietic progenitors.
J Exp Med, 2005, 201(2): 221-31
[11] Pal R, Monaghna SA, Hassett AC, et al. Immunomodulatory
derivatives induces PU.1 down-regulation, myeloid matura-
tion arrest, and neutropenia. Blood, 2010, 115(3): 605-14
[12] Back J, Dierich A, Bronn C, et al. PU.1 determines the self-
renewal capacity of erythoid progenitor cells. Blood, 2004,
103(10): 3615-23
[13] Motoda L, Osato M, Yamashita N, et al. Runx1 protects
hematopoietic stem/progenitor cells from oncogenic insult.
Stem Cells, 2007, 25(12): 2976-86
[14] Ichikausa M, Goyama S, Asai T, et al. AML1/Runx1 nega-
tively regulates quiescent hematopoietic stem cells in adult
hematopoiesis. J Immunol, 2008, 180(7): 4402-8
[15] Harada Y, Harada H. Molecular pathways mediating MDS/
AML with focus on AML1/RUNX1 point mutations. J Cell
Physiol, 2009, 220(1): 16-20
[16] Watanabe-Okaochi N, Kitaura J, Ono R, et al. AML1 muta-
tions induced MDS and MDS/AML in a mouse BMT model.
Blood, 2008, 111(8): 4297-308
[17] Crispino JD. GATA-1 in normal and malignant hematopoiesis.
Semin Cell Dev Biol, 2005, 16(1): 137-47
[18] Shivdasani RA, Fujwara Y, McDevitt MA, et al. A lineage-
selective knockout establishes the critical role of transcrip-
tion factor GATA-1 in megakarocyte growth and platelet
development. EMBO J, 1997, 16(13): 3965-73
[19] Maratheftis CI, Bolaraki PE , Voulgarelis M. GATA-1 tran-
scription factor is up-regulated in bone marrow hematopoi-
etic progenitor CD34+ and erythroid CD71+ cells in
myelodysplastic syndromes. Am J Hematol, 2007, 82(10):
887-92
[20] Zheng J, Kitajima K, Sakai E, et al. Differential effects of
GATA-1 on proliferation and differentiation of erythroid
lineage cells. Blood, 2006, 107(2): 520-7
[21] Muntean AG, John D, Crispino JD. Differential require-
ment for the activation domain and ou-interaction surface of
GATA-1 in megakaryocyte gene expression and development.
Blood, 2005, 106(4): 1223-31
[22] Muntean AG, Li YP, Poncz M, et al. Cyclin D-Cdk4 is
regulated by GATA-1and required for megakaryocyte growth
and polyploidization. Blood, 2007, 109(12): 5199-207
[23] Brunet de la Grange P, Armstrong F, Duval V, et al. Low Scl/
TAL1 expression reveals its major role in adult hematopoi-
etic myeloid progenitors and stem cells. Blood, 2006, 108
(9): 2998-3004
[24] Kassouf MT, Chagraoui H, Vyas P, et al. Differential use of
857第9期 朱守伟,等:转录因子与造血调控
SCL/TAL-1 DNA-binding domain in developmental
hematopoiesis. Blood, 2008, 112(4): 1056-67
[25] Gekas C, Rhodes KE, Gereige LM, et al. Mef2c is a lineage-
restricted target of Scl/Tal1 and regulates megakaryopoiesis
and B-cell homeostasis. Blood, 2009, 113(15): 3461-71
[26] Masuya M, Moussa O, Abe T, et al. Dysregulation of
granulocyte, erythrocyte, and NK cell lineages in Fli-1 gene-
targeted mice. Blood, 2005, 105(1): 95-102
[27] Ano S, Pereira R, Pironin M, et al. Erythroblast transforma-
tion by Fli-1 depends upon its specific DNA binding and
transcriptional activation properties. J Biol Chem, 2004,
279(4): 2993-3002
[28] Siatecka M, Xue L, Bieker JJ. Sumoylation of EKLF pro-
motes transcription repression and is involved inhibition of
megakaryopoiesis. Mol Cell Biol, 2007, 27(24): 8547-60
[29] Tallack MR, Perrkins AC. Megakaryocyte-erythroid lin-
eage promiscuity in EKLF null mouse blood. Haematologica,
2010, 95(1): 144-7
[30] Plion AM, Arcasoy MO, Dressman HK, et al. Failure of
terminal erythroid differentiation in EKLF-deficient mice is
associated with cell cycle perturbation and reduced expressin
of E2F2. Mol Cell Biol, 2008, 28(24): 7394-401
[31] Kwon K, Hutter C, Sun Q, et al. Instructive role of the
transcription factor E2A in early B lymphopoiesis and
germinal center B cell development. Immunity, 2008, 28(6):
751-62
[32] Jannek H, Anders W, Natalia S, et al. Calmodulin inhibition
of E2A stops expression of surrogate light chains of the pre-
B-cell receptor and CD19. Mol Immunol, 2010, 47(5): 1031-8
[33] Lazorchak A, Wojciechowski J, Dai MF, et al. E2A pro-
motes the survival of precursor and mature B lymphocytes.
J Immunol, 2006, 177(4): 2495-504
[34] Arseneau J, Laflamme M, Lewis S, et al. Multiple isoforms
of PAX5 are expression in both lymphomas and normal B
cells. Br J Heamatol, 2009, 147(3): 328-38
[35] Santoro A, Bica MG, Dagnino L, et al. Altered mRNA ex-
pression of PAX5 is a common event in acute lymphoblastic
leukaemia. Br J Haematol, 2009, 146(6): 683-95
[36] Nguyen LA, Pandolfi PP, Aikawa Y, et al. Physical and
functional link of the leukemia-associated factors AML1 and
PML. Blood, 2005, 105(1): 292-300
[37] Elagib KE, Racke F, Moyass M, et al. Runx1 and GATA-1
coexpression and cooperation in megakaryolytic
differentiation. Blood, 2003, 101(11): 4333-41
[38] Arinobu Y, Mizuno SI, Chong Y, et al. Reciprocal activation
of GATA-1 and PU.1 marks initial specification of hemato-
poietic stem cells into myeloerythroid and myelolymphoid
lineages. Stem Cells, 2007, 1(4): 416-27
[39] Chou ST, Khandros E, Bailey LC, et al. Graded repression
of PU.1 lsfpi1 gene transcription by GATA factors regulates
hematopoietic cell fate. Blood, 2009,114(5): 983-94
[40] Zhang P, Zhang XB, Iwama A, et al. PU.1 inhabits GATA-1
function and erythroid differentiation by blocking GATA-1
DNA binding. Blood, 2000, 96(8): 2641-8
[41] Shih LY, Huang CF, Lin TL, et al. Heterogeneous patterns
of C/EBPα mutating status in the progression of MDS and
CML. Clin Cancer Res, 2005, 11(5): 1821-6
[42] Harada H, Harada Y, Niimi H, et al. High incidence of so-
matic mutations in the AML/RUNX1 gene in myelodysplastic
syndrome and low blasts percentage meyloid leukemia with
myelodysplasia. Blood, 2004, 103(6): 2316-24
[43] Rimmele P, Kosmider O, Mayeux P, et al. PU.1 participates
in erythroleukemogenesis by inhibiting apotosis in
cooperatation with EPO signaling and by blocking erythroid
differentiation. Blood, 2007, 109(7): 3007-14
[44] Yeh JR, Munson KM, Chao YL, et al. AML1-ETO repro-
grams hematopoietic cell fate by downregulation scl
expression. Development, 2008, 135(2): 401-10