MUM1/IRF4在多发性骨髓瘤中的研究进展

高 英，李静静，马成成，香 雪，王 鑫，柴 晔

(兰州大学第二医院血液科，兰州 730030)

多发性骨髓瘤(multiple myeloma，MM)是来源于终末分化B淋巴细胞的恶性肿瘤。MM以骨髓中恶性浆细胞克隆扩增为特征，导致血清和(或)尿液中单克隆免疫球蛋白过量产生。MM占所有血液恶性肿瘤的13%，西方国家每年的发病率为0.006 5%，位居血液系统恶性肿瘤第2位[1]。MM常伴有高钙血症、溶骨性损害、贫血和肾脏损害，因免疫球蛋白的生成受到抑制，易出现各种感染。近年来，新一代蛋白酶体抑制剂和免疫调节剂的出现显著改善了MM患者的生存结局，但仍无法治愈，还需积极寻找新的治疗方法[2]。MM由广泛的遗传学异常启动和维持，包括癌基因易位到免疫球蛋白位点(D型细胞周期蛋白、多发性骨髓瘤SET结构域蛋白、成纤维细胞生长因子受体3、c-Maf、MAFB、c-myc)以及癌基因(N-ras、K-ras)和抑癌基因(p53、p18)的突变[3]。MM癌基因1(multiple myeloma oncogene 1，MUM1)/干扰素调节因子4(interferon regulatory factor 4，IRF4)基因已被鉴定为MM中由t(6；14)(p25；q32)染色体易位转录激活的致癌基因。MUM1/IRF4从6号染色体易位到14号染色体IgH增强子位点，导致MUM1/IRF4蛋白过表达，从而促进肿瘤形成[4-5]。MUM1/IRF4位于调节网络的中心，对恶性肿瘤驱动的多个步骤起作用，对MM的发生发展起重要作用[6]。现就MUM1/IRF4在MM中的研究进展予以综述。

1 MUM1/IRF4表达的细胞及主要功能

干扰素调节因子家族是广泛表达的转录因子组，MUM1/IRF4是干扰素调节因子家族的一员。MUM1/IRF4通过一系列信号转导作用激活或抑制基因表达，参与免疫调控，介导淋系细胞、髓系细胞及树突状细胞等免疫相关细胞的发育和分化[7-8]。MUM1/IRF4基因的产物也被命名为PU.1相关元件、淋巴细胞特异性干扰素应答因子、结合EM5的淋巴细胞特异性核因子和活化T细胞的干扰素保守序列结合蛋白，仅限于免疫系统和黑色素细胞谱系细胞[8-13]。MUM1/IRF4主要在淋巴细胞系统表达，具有种系和阶段特异性[6]。在B系淋巴细胞中，浆细胞、小部分生发中心B细胞及生发中心后浆细胞成熟分化的终末阶段B细胞均有MUM1/IRF4表达。MUM1/IRF4以不同水平在整个B细胞发育过程中表达，在浆细胞中达高峰。除B细胞谱系外，IRF4在T细胞分化阶段也必不可少，在T系淋巴细胞中，正常T细胞和异常活化T细胞均有MUM1/IRF4的表达[8,14]。促有丝分裂可刺激外周血B淋巴细胞和T淋巴细胞中的MUM1/IRF4表达上调，MUM1/IRF4阳性表明B淋巴细胞和和T淋巴细胞的活化状态[6]。与其他IRF家族成员不同，MUM1/IRF4由已知诱导淋巴细胞活化和分化的刺激物(如抗原受体、脂多糖类、刀豆素A、金黄色葡萄球菌肠毒素A、白细胞介素-4及CD40信号等)调节，而非干扰素诱导，上述刺激信号均经核因子κB信号通路激活MUM1/IRF4启动子，其中白细胞介素-4还可将信号转导及转录激活因子6激活，从而促进MUM1/IRF4基因转录[6,15]。MUM1/IRF4作为多功能转录调控因子，可以控制B细胞发育和分化，包括前B细胞的分化和受体剪辑、生发中心的活化和浆细胞的生成等过程，在成熟B细胞的适应性免疫应答中起关键作用[15-16]。

2 MM中MUM1/IRF4的表达及预后相关性

2.1MM中MUM1/IRF4的“成瘾性”表达 MUM1/IRF4是MM发生的核心。基因表达谱和全基因组染色质免疫沉淀分析揭示了广泛的MUM1/IRF4靶基因网络，在MM细胞中超过100个基因出现上调(与原代浆细胞相比)，且许多基因与细胞生长和存活相关[17]。MUM1/IRF4是MM细胞表型的主要调节剂，控制MM特异性基因的表达程序，MUM1/IRF4活化B细胞和浆细胞的调节程序在MM中相融合，直接靶标调节许多重要的细胞过程，导致MM细胞对MUM1/IRF4 “成瘾性”表达[6,17]。通过免疫组织化学检测MUM1/IRF4在骨髓活检样本各种细胞中的表达发现，MUM1/IRF4仅在浆细胞的细胞核中表达，而在其他细胞(如淋巴细胞、粒细胞和巨核细胞)均为阴性表达，且MUM1/IRF4阳性患者疾病分期更高，因此MUM1/IRF4蛋白被认为是MM细胞的特征性标志物[18]。

2.2MUM1/IRF4表达降低可导致MM细胞死亡 MUM1/IRF4在MM细胞中强表达，是MM细胞存活的必需条件，可促进恶性细胞增殖并抑制其凋亡[17]。MUM1/IRF4控制MM细胞的异常基因表达程序，多种关键代谢途径(脂质和胆固醇生物合成、葡萄糖代谢、一般转录调节及细胞周期进程等)位于MUM1/IRF4的下游，可见干扰MUM1/IRF4的表达对MM细胞是致命的[6,19-20]。有研究发现，无论MM细胞系的遗传异常类型是否相同，通过RNA干扰敲减MUM1/IRF4，所有测试细胞系中都出现快速而深刻的非凋亡性细胞死亡，MM细胞对MUM1/IRF4的“成瘾性”表达，使MUM1/IRF4水平适度降低也可导致细胞死亡[6,17-18]。缺乏MUM1/IRF4等位基因小鼠的表型正常，但敲除低于50% MUM1/IRF4信使RNA和蛋白质亦可杀死MM细胞，表明MUM1/IRF4相关治疗具有杀死IRF4成瘾恶性细胞且保留正常细胞的优势[6,17]。

2.3MUM1/IRF4与MM预后的关系 MM预后的异质性较大，与多种因素相关。近年来，公认的较可靠的因素有年龄和一般状况等宿主因素以及白蛋白、β2微球蛋白、乳酸脱氢酶、浆细胞比例和细胞遗传学异常等[21-22]。MM患者预后影响因素复杂多样，随着疗效的改善及患者生存期的不断延长，需要重新评估MM的疗效评判体系以及预后分层体系，以指导治疗。可见，评价新药治疗对MM患者预后的影响具有重要意义。

有研究表明，MUM1/IRF4的过表达与不良预后相关，对低MUM1/IRF4表达和高MUM1/IRF4表达MM患者的临床分析研究发现，与低MUM1/IRF4表达者相比，高MUM1/IRF4表达者的中位生存期明显更短(45个月比58个月)，低MUM1/IRF4表达者3年后的生存率为82.5%，高表达者为50.4%[23-24]。在Cox多变量分析中，β2微球蛋白和MUM1/IRF4与MM总体存活率呈独立相关，β2微球蛋白和MUM1/IRF4表达的组合评分具有更强的总体存活率预测价值[23]。对19例新诊断MM患者的研究发现，与MUM1/IRF4低表达和低β2微球蛋白患者相比，高MUM1/IRF4和高β2微球蛋白(>5.5 mg/L)患者的中位生存期更短[23]。MUM1/IRF4和β2微球蛋白的综合评分可明确区分MM患者的高风险和低风险，因此，MUM1/IRF4可作为MM的新型预后指标，并为建立新的预后分层体系提供依据。

3 与MUM1/IRF4相关的MM治疗靶点

新药治疗使MM患者的寿命不断延长，但所有患者最终都出现疾病复发而死亡，故需要探寻更有效的治疗方法。多项研究表明，阻断MUM1/IRF4表达或干扰其转录网络对MM细胞的存活具有深远影响[17,19-20]。敲减MUM1/IRF4的治疗可以杀死MM细胞，对正常细胞的影响很小或几乎无影响[17,25]。目前，靶向MUM1/IRF4表达或对MUM1/IRF4转录网络进行干扰是广泛适用的MM治疗手段。

3.1赖氨酸特异性去甲基化酶3A(lysine specific demethylase 3A，KDM3A)/Krüppel样转录因子2(Krüppel-like transcription factor 2，KLF2)/IRF4轴 KDM3A-KLF2-IRF4轴是MM中MUM1/IRF4的直接靶标[26]。KDM3A是含有组蛋白去甲基化酶的Jumonji-C结构域成员，是MM细胞存活的关键表观遗传调节因子[20,27]。KLF2是Krüppel锌指家族的核DNA结合转录因子，是前B细胞克隆扩增和B细胞活化的负调节物[28]。已有研究表明，KDM3A-KLF2-IRF4通路通过调节MM细胞黏附和归巢至骨髓，阻止细胞凋亡和增强MM细胞与骨髓微环境的相互作用来维持MM细胞存活，体外和体内敲除KDM3A均对MM细胞有毒性[20]。KDM3A在启动子处通过组蛋白H3第9位赖氨酸去甲基化维持KLF2和IRF4的表达，KLF2和IRF4相互反式激活其表达，在MM细胞中产生正反馈环[20,26]。敲减KLF2也会引发MM细胞凋亡，KLF2也是IRF4的直接靶标[20]。综上所述，KDM3A-KLF2-IRF4轴代表了潜在的治疗靶点，在MM中起重要作用。

3.2MYC MYC是MM中MUM1/IRF4的直接目标之一[17,19,29]。MUM1/IRF4和MYC在正常B细胞活化期间和MM中形成阳性自体调节环。遗传异常的MYC在MM中表达上调，从而增加MUM1/IRF4表达，正常浆细胞中的B淋巴细胞诱导成熟蛋白(B lymphocyte induced maturation protein，Blimp)-1抑制MYC，但该抑制作用在MM中被消除[17,30]。有研究报道，与正常浆细胞相比，MM细胞系可过度表达Blimp-1的另一同种型Blimp-1β，且与Blimp-1相比，Blimp-1β抑制MYC的能力降低[31-32]。一些已开发的直接或间接靶向MM中MYC的方法正在进行临床评估[33]。

溴结构域是一类能够特异性识别乙酰化赖氨酸并形成驱动活性转录的蛋白质复合物的保守蛋白结构域，组蛋白赖氨酸的N端乙酰化或去乙酰化修饰可改变染色质的结构，调控基因的转录激活和转录抑制。溴结构域及外端结构域蛋白家族是第2类溴结构域蛋白家族。MYC受溴结构域及外端结构域的转录调节，抑制溴结构域及外端结构域可调节MYC转录的功能[34]。溴结构域及外端结构域抑制剂JQ1可下调MYC转录，可见，下调MYC依赖性靶基因可减少肿瘤负荷，是调节MM中c-myc功能的有效策略[35]。OTX015(MK-8628)Ⅰ期试验(NCT01713582)正在淋巴瘤和MM患者中进行测试[36]。CPI-203与基于来那度胺方案的组合改善了复发性/难治性MM患者的治疗反应[37]。复发MM的Ⅰ期试验(NCT02157636)中的CPI-0610显示出抑制Ikaros家族锌指转录因子1、IRF4和MYC的有效临床前活性[33,38-39]。此外，抑制溴结构域家族非溴结构域及外端结构域蛋白中CBP/EP300可下调MYC，表明CBP/EP300对调节MM的IRF4/MYC轴起重要作用[40]。CBP/EP300催化活性的选择性抑制剂A-485可选择性地抑制细胞增殖，证实了抑制组蛋白乙酰转移酶与MM治疗的相关性[41]。

通过开发包封在DCR-MYC脂质纳米颗粒内的靶向MYC的小干扰RNA实现了对MYC的直接抑制[42]。评估DCR-MYC对实体瘤、MM及淋巴瘤患者安全性和耐受性的Ⅰ期临床试验(NCT02110563)正在进行[33]。干扰MYC及其异二聚化配偶体MAX之间相互作用的小分子(如10058-F4或10074-G5)，对MYC/MAX体外抑制表现出有效活性[43-44]。抑制MYC/MAX为一种有吸引力的治疗选择。

3.3免疫调节剂(immunomodulatory drugs，IMiDs) IMiDs和蛋白酶体抑制剂可用于治疗MM，其中IMiDs是治疗MM的主要药物。沙利度胺是第一代IMiDs，可显著提高MM患者的缓解率和生存率。第二代IMiD包括来那度胺和Pomalidomide，两者抗MM、抗炎和免疫调节活性作用均较沙利度胺更强。有研究证明，脑膜蛋白是沙利度胺导致胚胎畸形的靶分子[45]。随后的研究证明，脑膜蛋白也是来那度胺和Pomalidomide等IMiDs抗骨髓瘤活性的必需物质[46]。MM患者脑膜蛋白表达水平与IMiDs的治疗疗效呈正相关[47-48]。降低脑膜蛋白的表达对MM细胞具有毒性作用，但低脑膜蛋白表达MM细胞一旦存活，将对IMiDs产生耐药。已有相关临床研究表明，低脑膜蛋白表达的MM患者发生来那度胺耐药的概率升高，高脑膜蛋白表达水平与来那度胺敏感性增加相关[46]。因此，保持一定程度的脑膜蛋白表达水平是IMiDs发挥抗MM活性的必要条件。MUMl/IRF4是脑膜蛋白的下游靶标之一，脑膜蛋白沉默导致MUM1/IRF4下调[49-50]。IMiDs可以特异性增强脑膜蛋白与含有锌指结构转录因子Ikaros家族锌指转录因子1、Ikaros家族锌指转录因子3之间的相互作用，进而使其泛素化水平增强，更易被降解，从而抑制下游IRF4、MYC分子的表达，减弱MM细胞的生长和增殖[51-53]。通过荧光定量聚合酶链反应测量154例表征良好的MM患者骨髓样品中MUM1/IRF4信使RNA的表达发现，低MUM1/IRF4表达的患者无论是否接受来那度胺治疗，生存期均差异无统计学意义；而接受那度胺治疗的MUM1/IRF4过表达者生存期显著优于其他治疗患者[54]。MUM1/IRF4在MM发病机制中的关键作用是来那度胺发挥其抗肿瘤效应的重要机制，同时，MUM1/IRF4也可作为预测来那度胺的生物标志物[54]。

3.4Panobinostat Panobinostat是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂，已被美国食品药品管理局批准用于治疗MM[55]。血红素加氧酶1可促进各种恶性肿瘤的生长和耐药，其表达与IRF4信使RNA和蛋白的表达呈正相关，血红素加氧酶1可下调MM中IRF4/MYC的表达[26,56]。Panobinostat通过激活胱天蛋白酶3和细胞凋亡下调MM细胞中血红素加氧酶1/IRF4/MYC信使RNA和蛋白质的表达；此外，Panobinostat通过增加组蛋白H3第9位赖氨酸的乙酰化并抑制MUM1/IRF4诱导MM细胞凋亡[56]。Panobinostat和来那度胺通过调节血红素加氧酶1/IRF4/MYC信使RNA和蛋白质的水平显示出协同抗MM的活性，通过靶向上游表观遗传调节因子间接靶向MUM1/IRF4[26,56]。

4 小 结

我国MM发病率呈逐年上升趋势。MM尚不能完全治愈，但各种治疗方案(如免疫疗法、自体造血干细胞移植、靶向药物等)的出现为MM患者的治疗提供了多种选择。MM治疗靶向标志物的深入研究以及各种药物的最佳组合可最大限度地发挥作用，减少不良反应的发生，延长患者生存期，提高患者生活质量。MUM1/IRF4广泛地影响MM基因的表达程序，位于调节网络的中心，在驱动恶性肿瘤的多个步骤中起作用，对MM的发生、发展有重要影响。目前，靶向IRF4表达或其转录网络是MM有可行性和适用性的治疗选择之一。