1、WHSC1 基因与多发性骨髓瘤研究进展王仕佳 综述 2006 级本硕四班指导教师：吴炳礼 李恩民指导教师点评：该同学能较为详细，系统的描述了目的基因在疾病 MM 中的表现，对其机制作了较为深入的讨论，是个较为优秀的综述文章。摘要：WHSC1 全称为 Wolf-Hirschhorn syndrome candidate 1 ，是一种涉及 4 号染色体短臂远端(4p16.3)半合缺失的畸形综合症， （序列如下）为 Wolf-Hirschhom 畸变综合征的候选相关基因，长 120Kb，其 5端非转录区位于 FGFR 近端 50kb 内。在快速生长的胎盘组织优先表达。4p16.3 断点在 FGFR3
2、 近端 50kb 100kb 之间，或在 WHSC1/MMSET 基因远断 5端内含子内。最近研究发现，WHSC1 介入了多发性骨髓瘤的易位 t(4;14)(p16.3;q32.3)，并在其中起到关键的作用。前言：我们知道，多发性骨髓瘤（MM）是在造血系统肿瘤中占 10 %的浆细胞异常增生恶性肿瘤。虽然发病机制目前尚不清楚。但是大多数人认为它的发病机理是呈“阶梯式”发展：首先是 MM 的癌前病变，出现意义未明的单克隆免疫球蛋白血症(MGUS) ，有约 30 %50 %的MM 是这样的。然后“不灭”的浆细胞克隆增值,在骨髓环境里逐渐增多,演变为髓内MM。接着进入静息状态，被称为平台(S) 期，这
3、时期里瘤细胞大于 10 % ，但没有出现其它恶性肿瘤的并发症，而且对化疗很敏感，最后 MM 转染到髓外，使瘤细胞独立于生长因子和骨髓微环境而生长,引起组织、器官损害5。刚开始人们发现在一些多发性骨髓瘤患者身上明显有 WHSC1 这种尚未清楚的基因的大量表达1； WHSC1 基因通过它的对一个表达的序列标记的翻译产品的高相似性最初被辨认了，位于已知的 165kbWHS 重要领域里2 。之后有人进一步发现它有 90kb，拥有25 个外显子，早期时无所不在的表达并有很复杂的交替拼接以及有差异性的多腺苷酸化，这个基因编码的 136 kd 蛋白质包含当前四个功能领域： PWWP 领域、HMG 箱子、集合
4、领域和 PHD 类型锌指。在得了多发性骨髓瘤患者的病变器官等快速生长的胚性组织中优先表达，它的锌指蛋白的基序、表达方式和位于重要领域使人们提议把它作为大多数 WHS表型特点的候选基因；最后偶然发现，最近在多发性骨髓瘤发现的 t(4;14) (p16.3;q32.3)易位中至少有三个断端融合了 IgH（免疫球蛋白 H）和 WHSC1 基因，潜在性地用 IgH 5端VDJ 等份易换了 WHSC1 外显子 1-4 形成新的融合蛋白3。最近几年人们还发现 WHSC1对于恶性 t(4;14)易位起到了很重要的作用7。我们知道锌指蛋白家族通过结合核酸方面起到很多主要作用，其中一个最重要的作用就是调节转录。
5、锌指结构是一种常见的模体，由 1 个 a-螺旋和 2 个反平衡的 - 折叠 3个肽段组成。它形似手指，具有结合锌离子功能。此模体的 N-端由 1 对半胱氨酸残基，C-端有 1 对组氨酸残基，4 个残基在空间上形成一个洞穴，恰好容纳 1 个 Zn2+。由于 Zn2+可稳固模体中 -螺旋结构，致使此 - 螺旋能鑲嵌于 DNA 的大沟中，因此含锌指结构的蛋白质都能与 DNA 或 RNA 结合。4WHSC1 属于锌指蛋白家族的一类，所以它编码的蛋白就是结合 DNA 进行转录而发生效应的。内容: 功能和机制1、 WHSC1 基因是怎样发挥作用的呢,最近人们发现，分化抑制因子 ID-1 是 WHSC1的靶
6、基因，因为它在转染了 WHSC1 的细胞株里面增量调节以及它的表达与 t(4;14)易位有很大的关联，由于大量 ID-1 的表达跟癌症有联系，我们可以说 WHSC1 通过转录激活了ID-1 从而促进了致癌性易位 t(4;14) 6。2、人们也发现在 MM 发病的分子学中以染色体易位最常见,易位分原发和继发。易位导致 FGFR3 和 WHSC1 表达失调。通过 t(4;14)易位，FGFR3 获得了 3端增强子的控制，而 WHSC1 受到 E 内含增强子的影响，导致表达异常，共同参与了 MM 的发生发展过程8。3、有人研究到 WHSC1 基因在涉及多发性骨髓瘤 t(4;14)(p16.3;q32
7、)易位时编码了几种有关转录调控拥有不同亚型的蛋白，分别为 MMSET1、MMSETII 和 RE-IIBP，从转染到这些蛋白的 293T 和人子宫颈腺癌传代细胞系中发现，MMSET1、MMSETII 主要集中于细胞核中而 RE-IIBP 主要在细胞质和核仁中。MMSETII 可以通过不同剂量抑制脱氧胸腺嘧啶苷激酶基因的启动子区域的转录活性，但其它两种并无此效应。组蛋白脱乙酰激酶1（HDAC1）和 9（HDAC9）抑制因子和曲古抑菌素可抑制 MMSET1 抑制活性，在试管免疫共沉淀分析中得到 MMSET1 特异性地补充了 HDAC1 和 mSin3b 而不是 HDAC2 或者 HDAC4。这为假
8、设 WHSC1 可能扮演着转录调节，在不同亚型中拥有不同功能的角色的说法提供一个有力的支持9。4、除此之外，我们还发现有 t(4;14)易位的多发性骨髓瘤细胞中还产生 lgH-MMSET 杂合转录，它们可能是引起多发性骨髓瘤的原因，有人做实验利用 53 个多发性骨髓瘤患者通过 RTPCR（逆转录酶测定法）检测 4p16.3 断端嵌合体转录和双色荧光原位混合法发现 11个人有 IGH-MMSET 杂合子，完全符合 RT-PCR 和荧光原位混合法分析。这个结果显示RT-PCR 将会是对易位 t（4;14）检测的敏感而信赖的工具并可以为相当一部分患者的疾病进行检测。可惜，WHSC1 更具体的作用机制
9、尚不清楚，有待进一步研究10。小结：我们知道，IgH 基因是一种非常活跃的基因，其转录的启动子和增强子作用强大。通过 IgH 基因易位，相应的原癌基因调节异常、激活后并过度表达。它们可编码生长因子或生长因子受体、蛋白激酶等，影响 B 细胞增殖、分化，并最终促使肿瘤发生。8而患者中发现多发性骨髓瘤中 t(4;14)易位时相当一部分拥有 lgH 与 WHSC1 融合蛋白，这很有可能是 WHSC1 为何在一部分多发性骨髓瘤患者中多表达的一个很重要的原因,至于具体发生机制还有待进一步的研究,不管怎样,对 WHSC1 的研究对我们研究 MM 发病机理有更好的了解，也为我们治疗 MM 提供了另外一个更广阔
10、的发展空间。参考文献：1. Fabris S, Agnelli L, Mattioli M, Baldini L, Ronchetti D, Morabito F, Verdelli D, Nobili L, Intini D, Callea V, Stelitano C, Lombardi L, Neri A Characterization of oncogene dysregulation in multiple myeloma by combined FISH and DNA microarray analyses. Laboratorio di Ematologia Sperimen
11、tale e Genetica Molecolare, UO Ematologia 1, Dipartimento di Scienze Mediche, Universit degli Studi di Milano, Ospedale Maggiore IRCCS, Milan, Italy. (2005)（ 15543617）2. http:/www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=6029523. Stec, I.; Wright, T. J.; van Ommen, G.-J. B.; de Boer, P. A. J.; van Ha
12、eringen, A.; Moorman, A. F. M.; Altherr, M. R.; den Dunnen, J. T. : WHSC1, a 90 kb SET domain-containing gene, expressed in early development and homologous to a Drosophila dysmorphy gene maps in the Wolf-Hirschhorn syndrome critical region and is fused to IgH in t(4;14) multiple myeloma. Hum. Molec
13、. Genet. 7: 1071-1082, 1998. （9618163）4. 生物化学，贾弘袛，屈伸，人民卫生出版社，2006.6 第一版第 2 此印刷5. 王晓桃 多发性骨髓瘤发病的分子生物学机制 国外医学 .内科学分册 2004/06 中国期刊全文数据库6. Identification of ID-1 as a potential target gene of MMSET in multiple myeloma. Hudlebusch HR, Theilgaard-Mnch K, Lodahl M, Johnsen HE, Rasmussen T The Department of
14、Haematology L, Herlev University Hospital, University of Copenhagen, Herlev, Denmark. Br. J. Haematol. (2005) （16115125）7 Santra M, Zhan F, Tian E, Barlogie B, Shaughnessy J A subset of multiple myeloma harboring the t(4;14)(p16;q32) translocation lacks FGFR3 expression but maintains an IGH/MMSET fu
15、sion transcript. Donna and Donald Lambert Laboratory of Myeloma Genetics at the Myeloma Institute for Research and Therapy, University of Arkansas for Medical Sciences, Little Rock, AR 72205, USA. Blood (2003) （ 12433679）8. 沈红石 ; 骨髓瘤细胞系 KM3 中免疫球蛋白重链基因易位的初步研究 CNKI 系列数据库编辑出版及版权所有：中国学术期刊(光盘版) 电子杂志社 200
16、1-09-06 9. Todoerti K, Ronchetti D, Agnelli L, Castellani S, Marelli S, Deliliers GL, Zanella A, Lombardi L, Neri A U.O. Ematologia 2, Centro Trapianti di Midollo, Dipartimento di Scienze Mediche, Universit degli Studi di Milano, Ospedale Maggiore IRCCS Milano, Milan, Italy. Transcription repression
17、 activity is associated with the type I isoform of the MMSET gene involved in t(4;14) in multiple myeloma. Br. J. Haematol. (2005) （16197452）10. Malgeri U, Baldini L, Perfetti V, Fabris S, Vignarelli MC, Colombo G, Lotti V,Compasso S, Bogni S, Lombardi L, Maiolo AT, Neri A Hematology Service, Universit degli Studi di Milano, Ospedale Maggiore IRCCS, Milan, Italy. Detection of t(4;14)(p16.3;q32) chromosomal translocation in multiple myeloma by reverse transcription-polymerase chain reaction analysis of IGH-MMSET fusion transcripts. Cancer Res. (2000) (10945609)
