TET2基因与白血病研究进展

王敬毅郝建国崔 兴王东隶张 倩王 琰刘 奎徐瑞荣

·综 述·

TET2基因与白血病研究进展

王敬毅1郝建国2崔 兴1王东隶1张 倩1王 琰1刘 奎1徐瑞荣1

TET2；白血病；研究进展

急性白血病的发病机制至今仍无法完全阐明，然而基因突变与白血病的发生有着密切联系。此外随着对表观遗传学研究的深入，基因启动子区域甲基化状态也日益受到重视。TET2基因作为一种抑癌基因，在血液肿瘤疾病中该基因突变很常见，同时,该基因具有促进DNA去甲基化的功能。深入研究TET2基因生物学功能对研究白血病的发病机制及探索白血病治疗有一定意义。

1 TET基因家族

人TET基因家族包含T ET1、TET2、TET3，在染色体t（10；11）（q22；q23）易位的部分急性髓系白血病（AML）患者中发现TET1与组蛋白甲基转移酶（MLL）基因融合，故因此而命名。之后研究发现TET1同源基因TET2与TET3。通过对TET基因家族的蛋白质结构进行分析发现其羧基端含有的2-氧化戊二（2-OG）和Fe2+依赖的双加氧酶（2-OG-Fe2+氧化酶）催化活性结构域[1]，此酶的活性介导5甲基胞嘧啶（5mC）氧化为5羟甲基胞嘧啶（5hmC），致DNA去甲基化，因此这类酶也被称作为DNA5mC羟化酶。研究[2-3]显示，TET基因家族在催化5mC转变为5hmC后，还可以进一步的催化5hmC转变为5-甲酰基胞嘧啶和5-羧甲基胞嘧啶，然后经过DNA损伤修复机制从而导致DNA的去甲基化。

2 TET2基因

TET2基因于2008年第一次报道在骨髓增殖性疾病中后该基因的突变在恶性血液病中的作用就越来越受到重视。TET2位于急性髓系白血病伴随的染色体其他易位的断裂点4q24上，这一些易位包括：t（3；4）（q26；q24）、t（4；5）（q24；p16）、t（4；7）（q24；q21）和del（4）（q23；q24）。TET2突变范围跨越急性和慢性骨髓恶性疾病。研究显示，这些4q24重排常发生于髓系和淋系多能祖细胞。TET2酶活性可催化DNA的5mC转换为5hmC，从而使DNA去甲基化。研究发现在系统性敲除TET2催化活性结构域的小鼠中，骨髓、脾、肝、肾等多个器官基因组5hmC消失。

2.1 TET2与机体正常造血调控关系密切 研究[4]显示，针对小鼠造血干/祖细胞（HSPCs）进行TET2基因敲除后，其具有明显扩增的特点。体内小鼠造血干细胞（TET2-/-HSC）造血重塑能力增强，体外TET2-/ -HSC分化受限。MORAN等[5]报道，TET2缺失的小鼠HSC自我更新的能力增加、髓系增生以及髓外造血能力增加。小鼠TET2酶的活性失活会导致早晚期造血受阻，髓系与淋巴系分化障碍[6]。研究[7]报道，敲除人脐血CD34+细胞TET2基因时，细胞易于发生粒单核祖细胞分化，但终末粒系分化减少，单核细胞增加，红系与淋巴系分化均受阻。据此推断，TET2基因是造血干细胞自我更新以及自我分化的一个重要的调节者，正常的造血干细胞分化成熟依赖于TET2基因的表达。另一方面，TET2表达缺陷出现时，HSPCs出现增殖能力增强和细胞分化受阻，提示TET2功能丢失可能与造血干细胞转化有关。

2.2 TET2基因与DNA去甲基化 高等真核细胞DNA甲基化主要为胞嘧啶（C）甲基化，即形成5-甲基胞嘧啶（5mC）。5mC转换为C即为DNA去甲基化。细胞DNA甲基化/去甲基化处于一种动态的平衡，以调节基因表达。DNA甲基化主要由DNA甲基转移酶（DNMT）催化，然而DNA去甲基化的机制一直都比较神秘，直到发现TET蛋白的去甲基化功能--TET基因家族可催化5mC氧化为5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）[8-9]，然后细胞将进一步利用主动或被动去甲基化机制致DNA去甲基化。最新研究[10]发现，维生素C可以作为TET酶的辅因子从而促进5-hmC的生成，提示维生素可促进主动去甲基化酶的表达从而促进主动去甲基化过程。

3 TET2基因的调节

研究[11]表明，IDAX捆绑DNA序列通过CXXC区在基因启动子非甲基化中丰富存在，不直接影响加双氧酶的活性而激活capases使TET2蛋白分裂降解。IDAX也被称为CXXC4结构域，发源于TET2基因祖先裂解过程中与TET2基因催化区相互作用，能够促进蛋白的降解，通过caspases束缚基因组DNA的表达。CXXC5（也被称为RINF）与髓系分化和骨髓恶性肿瘤有关的蛋白也能够促进TET2降解[12]。更深入的研究将会指出IDAX[13]或CXXC5任何一方在肿瘤细胞表达的改变将会影响TET2表达水平以及基因表达外遗传控制。这种调节模式可以解释5-hmc在组织特异性的不同分布和在组织分化，肿瘤转化性，环境暴露等方面的动态变化。此外，TET蛋白通过与EBF1（early B-cell factor 1）相互作用控制去甲基化。维生素C能够与TET酶的羧基端和催化区相互作用，能够促进TET基因的折叠和二价铁的循环利用。近期研究发现，小RNA（micro-RNA，miR-22）能够调节TET2基因的表达[14]。

4 TET2基因突变与白血病

细胞、分子遗传异常是AML的致病基础。AML约60%具有克隆性染色体数量和结构异常，更多患者存在着与细胞增生、生存或分化调节有关的基因突变或表达异常[15]。TET蛋白基因突变或结构异常与造血系统恶性密切相关[16]。其突变多发生于基因外显子3和11，有缺失、插入、无义、错义等类型，突变后常产生截断蛋白导致TET2酶活性丢失。TET2在白血病发生中主要表现为抑癌基因功能，可抑制HSPC异常自我更新，当其功能丢失时可能参与急性髓白血病和其他髓性增殖性疾病发生。临床上含TET2突变的白血病或淋巴瘤常合并DNMT3A和JAK2等基因的突变，提示白血病形成的不同阶段，TET2可能连同其他基因的异常一起共同作用导致白血病的发生[17]。

研究发现，在多个急性髓系白血病（AML）患者中鉴定出存在TET1与组蛋白甲基转移酶MLL基因融合的现象[18]。另一项研究对多种血液肿瘤的3种TET蛋白进行了测序结果发现TET2突变最为常见，而TET1和TET3基因基本未见突变。TET2在MPN中突变率为7.6%，慢性粒单核细胞白血病为42%，AML为12%。Tefferi等[19]采用高流量DNA序列分析来检测骨髓DNA中TET2突变情况，结果发现7例继发性AML（5例继发于MDS，2例继发于MDS/MPN和CMML）中有3例出现TET2突变，与CMML（20%）、MPN（13%）、SM（29%）相比，有更高的的突变率。5例原发性AML中，包括M7（2例）、M6（1例）、M3（1例），其中AML-M3患者有TET2突变。该研究还指出，TET2突变能和其他致病相关的（或潜在相关的）突变共存，包括PML-RARA、MPLW 515L、JAK2-V617F2或KITD816V。Nibourel等[20]对111例AML患者进行分析发现，111例完全缓解的AML患者中有19例（17%）存在TET2突变，36例没有完全缓解的AML患者中有19例（10%）检测到TET2突变。在111例完全缓解的患者中，TET2突变仅与NPM1突变有一定关系与其他临床特征无关。Metreler等[21]对427例AML患者进行TET2突变检测发现23%的患者存在TET2基因突变，与年龄、出诊时高白细胞数量有一定关系，得出结论是存在TET2突变的AML患者预后不良，在治疗上需要采取其他措施；研究还发现发生TET2基因与无事件生存率，缓解率成负相关。

5 小结

自从2008年首次报道TET2在MPN中表达以来，该基因突变在恶性血液病中的作用越来越受到重视，大量研究表明该基因突变为白血病预后差的指标，在治疗上需要采取其他措施；研究还发现发生TET2基因与无事件生存率，缓解率成负相关。但关于TET2基因去甲基化作用与白血病的研究还面临诸多问题，如TET2酶活性及其所催化形成的5hmC调控机体造血的具体分子机制并不清楚；TET2突变后白血病相关基因甲基化情况的改变；TET2基因启动子甲基化状态与白血病发生有何关系，为进一步澄清这些问题，系统深入的研究是必需的。

［1］Mohr F，Döhner K，Buske C，et al.TET Genes：new players in DNA demethylation and important determinants for stemness［J］.Experimental Hematology，2011，39（3）：272-281.

［2］Ito S，Shen L，Dai Q，et al.Tet Proteins Can Convert 5-methylcytosine to 5-formylcytosine and 5-carboxylcytosine［J］.Science，2011，333（6047）：1300-1303.

［3］Cimmino L，AadelWO，Levine RL，et al.TET family roteins and their role in stem cell differentiation and transformation［J］.Cell Stem Cell，2011，9（3）：193-204.

［4］程瑶，刘小珊.Tet基因家族与DNA去甲基化［J］.汕头大学医学院学报，2013，26（1）：55-58.

［5］ Moran CK，Rravei L，Shin A，et al.TET2 loss leads to increased hematopoietic stem cell self-renewal and myeloid transformation［J］.Cancer Cell，2011，20（1）：11-24.

［6］Quivoron C，Couronn L，Della VV，et al.TET2 in activation results in pleiotropic hematopoietic abnormalities in mouse and is a recurrent event during human lymphomagenesis［J］.Cancer Cell，2011，20（1）：25-38.

［7］Pronier E，Almire C，Mokrani H，et al.Inhibition of TET2-mediated conversion of 5-methylcytosine to 5-hydroxymethylcytosine disturbs erythroid and granulomonocytic differentiation ofhuman hematopoietic progenitors［J］.Blood，2011，118（9）：2551-2555

［8］Ito S，Dalessio AC，Taranova OV，et al.Role of Tet proteins in 5mC to 5hmC conversion，ES-cell self-renewal and inner cellmass specification［J］.Nature，2010，466（7310）：1129-1133.

［9］ Tahiliani M，Koh KP，Shen Y，et al.Conversion of 5-methylcytosine to 5-hydroxymethylcytosine in mammalian DNA by MLL partner TET1［J］.Science，2009，324（5929）：930-935.

［10］ Minor EA，Court BL，Young JI，et al.Ascorbate induces ten-eleven translocation（Tet）methylcytosine dioxygenasemediated generation of 5-hydroxymethylcytosine［J］.JBiol Chem，2013，288（19）：13669-13674.

［11］Ko M，An J，Bandukwala HS，et al.Modulation of TET2 expression and 5-methylcytosine oxidation by the CXXC domain protein IDAX［J］.Nature，2013，497（7447）：122-126.

［12］Kojima T，Shimazui T，Hinotsu S，etal.Decreased expression of CXXC4 promotes a malignant phenotype in renal cell carcinoma by activatingWnt signaling［J］.Oncogene，2009，28（2）：297-305.

［13］Pendino F，Nguyen E，Jonassen I，etal.Functional involvement of RINF，retinoid-inducible nuclear factor（CXXC5），in normal and tumoral human myelopoiesis［J］.Blood，2009，113（14）：3172-3181.

［14］Song SJ，Ito K，Ala U，et al.The oncogenic microRNA miR-22targets the TET2 tumor suppressor to promote hematopoietic stem cell self-renewal and transformation［J］.Cell Stem Cell，2013，13（1）：87-101.

［15］钱锡峰，沈云峰，张苏江，等.Tet2突变与恶性血液病［J］.中国实验血液学杂志，2010，18（4）：1096-1100.

［16］Langemeijer SM，Aslanyan MG，Jansen JH.TET proteins in malignant hematopoiesis［J］.Cell Cycle，2009，8（24）：4044-4048.

［17］Ko M，Rao A.TET2：epigenetic safeguard for HSC［J］.Blood，2011，118（17）：4501-4503

［18］Lorsbach RB，Moore J，Mathew S，et al.TET1，amember of a novel protein family，is fused to MLL in acute myeloid leukemia containing the t（10；11）（q22；q23）［J］.Leukemia，2003，17（3）：637-641.

［19］Tefferi A，Lim KH，Abdel-Wahab O，et al.Detect ion ofmu tant TET2 in myeloid m lignancies other than myeloproliferative neoplasms：CMML，MDS，MDS/MPN and AML［J］.Leukemia，2009，23（7）：1343-1345

［20］ Nibourel O，Kosmider O，Cheok M，et al.Incidence and prognostic value of TET2 alterations in de novo acute myeloid leukemia achieving complete remission［J］.Blood，2010，116（7）：1132-1135，

［21］Metzeler KH，Maharry K，Radmacher MD，et al.TET2 Mutations Improve the New European Leukemia NetRisk Classification of Acute Myeloid Leukemia：A Cancer and Leukemia Group B Study［J］.Journal of Clinical Oncology，2011，29（10）：1373-1381.

（收稿：2014-10-24 修回：2015-01-05）

山东省医药卫生科技发展计划项目（No.2013ws0249）

1山东中医药大学附属医院血液科（济南250014）；2济南钢铁集团总医院外二科（济南250014））

徐瑞荣，Tel：0531-68616014；E-mail：xrr18@sina.com.cn