皮肤T细胞淋巴瘤表观遗传学研究进展

王小坡 孙建方

皮肤T细胞淋巴瘤表观遗传学研究进展

王小坡 孙建方

表观遗传学主要是研究在不改变DNA序列的情况下，发生的基因表达水平可遗传的变化，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控。皮肤T细胞淋巴瘤是一组原发于皮肤的T淋巴细胞恶性增殖性疾病，蕈样肉芽肿和Sezary综合征是最常见的皮肤T细胞淋巴瘤。近年来研究表明，表观遗传学不仅在皮肤T细胞淋巴瘤的发生发展中起重要作用，而且可以通过改变表观遗传达到治疗皮肤T细胞淋巴瘤目的。

淋巴瘤，T细胞，皮肤；后成说，遗传；蕈样肉芽肿；Sezary综合征；DNA甲基化

皮肤T细胞淋巴瘤（CTCL）是指原发于皮肤以T淋巴细胞单克隆扩增为特征的一组非霍奇金淋巴瘤，为原发皮肤淋巴瘤中最常见的类型，约占原发皮肤淋巴瘤的75%。世界卫生组织和欧洲癌症研究与治疗组织根据临床和组织学特点将CTCL分为多种类型，蕈样肉芽肿（MF）和 Sezary综合征（SS）是最常见的两种CTCL，约占所有CTCL的53%［1］。与其他肿瘤一样，CTCL的发生发展与一系列基因突变及基因表达调控异常相关。目前尚未发现明确的基因突变与CTCL相关，但大量的研究发现了不涉及DNA序列突变所引起的基因表达［2］。因此，表观遗传学在CTCL的发病机制中具有重要意义。表观遗传学指DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调节等，更重要的是这种表观遗传改变为可逆的，因此，可通过改变表观遗传达到治疗CTCL的目的。

1 DNA甲基化

DNA甲基化是最早发现的表观遗传修饰方式之一，也是目前该领域中研究最集中、发展最成熟的一部分。DNA甲基化指在DNA甲基转移酶（DNMT）的催化下，CpG二核苷酸中的胞嘧啶被选择性添加甲基，形成5甲基胞嘧啶。

近年来，抑癌基因启动子区域CpG岛高甲基化在MF/SS研究中取得了一定进展。肿瘤中抑癌基因启动子区的CpG岛高甲基化导致相应基因转录沉默，同时整个基因组呈低甲基化状态［3］。Zhang 等［4］发现，抑癌基因SHP-1启动子高甲基化可引起MF/SS肿瘤细胞系及皮损中SHP-1表达沉默，进一步研究认为，转录因子STAT3可锚定DNMT1和HDAC1形成复合体并结合在SHP-1基因启动子区域，从而引起 CpG 岛高甲基化［5］。van Doorn 等［6］通过全基因组甲基化扫描，并采用重亚硫酸盐序列分析，在11例肿瘤期MF伴母细胞转化患者的皮损中证实，推测抑癌基因BCL7a、PTPRG和THBS4启动子区域高甲基化与基因沉默有关，并进一步验证了多种抑癌基因启动子CpG岛高甲基化，可导致基因沉默，如细胞周期调节基因p73、p16和p15；DNA修复基因MGMT；细胞凋亡信号基因TMS1和P73；有丝分裂前期检查点基因CHFR。与以往研究矛盾的是，在11例肿瘤期MF伴母细胞转化患者的皮损中，并未发现抑癌基因 hMLH1 高甲基化［7］。Jones等［8］在47例SS患者CD4+淋巴细胞中，34例患者存在FAS基因表达差异，其中21例FAS mRNA表达下降，13例FAS mRNA表达升高，进一步检测发现，在21例表达下降患者CD4+淋巴细胞中，FAS基因启动子存在高甲基化。其次，抑癌基因的甲基化与MF/SS的预后相关。Ferrara等［9］评价41例Ⅰ期MF患者的甲基化与疾病进展的关系，发现4个位点（LINE-1、PPARG、SOCS1、NEUROG1）甲基化与疾病预后明显相关，在调整了患者的年龄和性别后，发现PPARG与疾病的进展及预后密切相关。田中伟等［10］发现，在48例MF皮损中，抑癌基因FHIT甲基化情况与其蛋白表达异常之间有明显相关性，但FHIT基因甲基化与患者性别，疾病分期及是否有淋巴结扩散无相关性。

作者单位：210042南京，中国医学科学院 北京协和医学院 皮肤病研究所病理科

在MF/SS中，除抑癌基因高甲基化导致沉默或低表达外，某些具有大的CpG岛基因［CD158（KIR3DL2）、DNM3、PLS3 和 TWIST1］低甲基化导致这些基因激活，从而高表达［11］。Jones 等［12］在 MF/SS患者中，更进一步支持CpG岛低甲基化可导致PLS3 mRNA表达增高。另外，某些基因在肿瘤的功能不清，如SAMHD1是一种新发现的HIV-1抑制因子，de Silva等［13］在 SS 患者外周血单个核细胞中，发现SAMHD1启动子高甲基化导致该基因表达下降。

2 组蛋白修饰

组蛋白修饰是指组蛋白的N-末端可通过共价修饰作用发生乙酰化、甲基化、泛素化以及磷酸化等翻译后的修饰，这些修饰的信息构成了丰富的组蛋白密码，在基因表达中起重要的调节作用。组蛋白的各种修饰中以乙酰化研究最为广泛。组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）参与决定组蛋白乙酰化状态，组蛋白乙酰化与去乙酰化的动态失衡将会影响基因转录水平，从而影响细胞的分裂、分化与凋亡，在肿瘤的发生发展中，可能起重要作用。目前关于组蛋白乙酰化修饰如何参与MF/SS发病机制的研究较少。Nihal等［14］发现，HDAC III中最重要的基因沉默信息调节因子1型（SIRT1）在MF/SS细胞系和患者皮损中均表达明显增高，应用小分子RNA或敲除SIRT1基因表达的方法可使SIRT1表达下调，细胞出现增殖降低凋亡增加。

3 非编码RNA调控

非编码RNA是指不能翻译为蛋白的功能性RNA分子，常见的具有调控作用的非编码RNA，包括miRNA和长链非编码RNA。近来研究表明，非编码RNA在MF/SS中存在表达失调。miRNA是研究最多的非编码RNA，其长度约为22个核苷酸，对基因进行转录后表达的调控。Cristofoletti等［15］在SS中发现，抑癌基因PTEN表达沉默，不是由于突变或者启动子高甲基化引起，而是由于miR-21、miR106b和 miR-486 表达上调引起。Kopp 等［16］发现，STAT5的突变活化导致了miR-155表达升高，从而促进肿瘤细胞增殖。Sandoval等［17］通过miRNA芯片发现，在肿瘤期MF患者中，存在多种原癌miRNA（miR-146a、miR-142-3p/5p、miR-21、miR-181a/b 和 miR-155）上调及抑癌miRNA（miR-200ab/429 cluster、miR-10b、miR-193b、miR-141/200c 和 miR-23b/27b）下调，并且发现这些抑癌基因下调与相应miRNA启动子区域DNA甲基化有关。其次，差异表达miRNA可用于 MF/SS 诊断。Ralfkiaer等［18-19］发现，miR-326、miR-663b、miR-711、miR-203 和 miR-205 可以作为MF/SS诊断指标，之后又发现，miR-155、miR-146a、146b-5p、miR-342-3p 和 let-7i表达上调，miR-203和miR-205表达下调，可用于早期MF与特应性皮炎的鉴别诊断。再次，miRNA与MF/SS预后相关。Ito等［20］发现，miR-150在进展期MF/SS中表达明显降低，这种表达降低与肿瘤的浸润及转移强烈相关。长链非编码RNA是长度＞200个核苷酸的非编码RNA总称。目前在MF/SS中研究较少。Lee等［21］在SS细胞系中，通过全转录序列分析发现了多种异常表达的信号通路，如PI3K/Akt、转化生长因子β和核因子κB通路，同时他们也在SS细胞系中发现了多种LncRNA差异表达。

4 表观遗传学治疗

表观遗传学药物（如DNMT）抑制剂和HDAC抑制剂，可以逆转抑癌基因的沉默，从而引起肿瘤细胞凋亡，达到治疗CTCL的目的。5氮杂胞嘧啶核苷（5-Aza-CR）和其脱氧类似物5氮杂脱氧胞嘧啶核苷（5-Aza-CdR）是有效的 DNMT 抑制剂。Zhang等［4］发现，在MF/SS肿瘤细胞系，使用去甲基化药物5氮杂脱氧胞嘧啶核苷后，可使沉默的抑癌基因SHP-1 重新表达。van Doorn 等［6］发现，在 MyLaCTCL细胞株中，BCL7a和PTPPG启动子区域高甲基化可导致基因沉默，使用去甲基化药物5氮杂脱氧胞嘧啶核苷后，BCL7a和蛋白酪氨酸磷酸酶受体G表达明显增加。

虽然关于组蛋白乙酰化修饰如何参与CTCL发病机制研究较少，但大量的研究表明，HDAC抑制剂可以引起肿瘤细胞周期停滞并促进细胞凋亡。伏立诺他（vorinostat）和罗米地辛（romidepsin）是美国食品药品监督管理局批准用于治疗CTCL的HDAC抑制剂。他们可以有效治疗难治复发的CTCL，并且可以延长反应时间。研究表明，HDAC抑制剂可以影响很多在凋亡中起重要作用的基因及miRNA表达，从而导致细胞周期停滞并促进细胞凋亡，两种药物整体反应率接近33%～34%，缓解时间是12～15个月［22-23］。vorinostat是治疗 CTCL 的 HDAC 抑制剂，具有阻止STAT6活性及抑制Th2偏移的作用［24］。在一项vorinostatⅡ期临床研究中，发现74例进展期CTCL患者的缓解率为29.7%，缓解时间为4.9个月［25］。在一项多中心Ⅱ期临床试验中，对抵抗多种治疗并且进展期的62例CTCL患者，使用romidepsin治疗，显示客观缓解率为34%，中位缓解时间为13.7个月，最大中位缓解时间 ＞ 63个月［26］。

联合不同机制表观遗传学药物可以提高临床有效性。在SS细胞系中，甲氨蝶呤可以去除FAS启动子甲基化，从而引起肿瘤细胞凋亡。这个发现显示了联合氨甲蝶呤和HDAC抑制剂调节CTCL表观机制，可以提高治疗 CTCL 有效性［27］。Chakraborty 等［28］发现，在HDAC抑制剂抵抗的CTCL中，存在丝裂原细胞外激酶活化增高和Bim表达下降，因此认为，联合romidepsin和丝裂原细胞外激酶抑制剂可在临床治疗romidepsin抵抗的SS患者。

5 结语

用全基因组甲基化芯片及miRNA芯片筛查MF/SS表达谱差异取得了较大进展，尤其是美国食品药品监督管理局批准了vorinostat和romidepsin两种药物，为难治性MF/SS的治疗提供了新的手段。但目前关于MF/SS组蛋白修饰的机制，miRNA相关靶基因及通路的机制，差异表达miRNA的靶向治疗仍需阐明。

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Epigenetics in cutaneous T-cell lymphoma

Wang Xiaopo,Sun Jianfang.Department of Pathology,Institute of Dermatology,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Nanjing 210042,China

Epigenetics means heritable changes in gene expressions without alterations in DNA sequence,and mainly involves DNA methylation,histone modification and non-coding RNA regulation.Cutaneous T-cell lymphoma is a class of malignant T-cell lymphoproliferative diseases originated from the skin.Mycosis fungoides and Sezary syndrome are the most common cutaneous T-cell lymphoma.Recent studies have shown that epigenetics not only plays an important role in the occurrence and development of cutaneous T-cell lymphoma,but also provides insights into the treatment of cutaneous T-cell lymphoma.

Lymphoma,T-cell,cutaneous;Epigenesis,genetic;Mycosis fungoides;Sezary syndrome;DNA methylation

Sun Jianfang,Email:fangmin5758@aliyun.com

2015-03-19）

江苏省临床医学科技专项基金（BL2012003）

Fund program:Jiangsu Provincial Special Program of Medical Science （BL2012003）

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.01.004

孙建方，Email:fangmin5758@aliyun.com

本文主要缩写：CTCL：皮肤T细胞淋巴瘤，MF：蕈样肉芽肿，SS：Sézary综合征，DNMT：DNA甲基转移酶，HDAC：组蛋白去乙酰化酶，SIRT1：基因沉默信息调节因子1型