癌睪丸抗原及其相關(guān)選擇性剪接的研究進(jìn)展

摘要：癌/睪丸抗原（Cancer/Testis Antigen，CTA）是一類(lèi)腫瘤相關(guān)抗原，在各種腫瘤組織表達(dá)，而在正常組織（除睪丸、卵巢和胎盤(pán)外）基本不表達(dá)。因其表達(dá)特異性和免疫原性，被視為理想的腫瘤免疫治療靶點(diǎn)。目前多種腫瘤中均發(fā)現(xiàn)CTA存在剪接異構(gòu)體，本文就圍繞CTA及其選擇性剪接的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：癌/睪丸抗原;剪接異構(gòu)體;腫瘤治療靶點(diǎn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】R737.21 ???【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ???【文章編號(hào)】2107-2306（2019）06-200-02

隨著腫瘤的發(fā)病率逐年提高，傳統(tǒng)的治療手段難以得到滿意的效果。目前，腫瘤免疫治療因具有毒性小、特異性強(qiáng)的特點(diǎn)為人們所關(guān)注，然而開(kāi)展該療法急需解決的問(wèn)題是選擇合適的腫瘤抗原。1991年，有學(xué)者通過(guò)T細(xì)胞表位克隆從黑色素瘤細(xì)胞中分離鑒定出了第一個(gè)CTA基因MAGE-1，接著又發(fā)現(xiàn)了BAGE?、GAGE，并且他們發(fā)現(xiàn)這些基因只在正常的睪丸和多種腫瘤組織中表達(dá)。隨后1995年通過(guò)腫瘤重組cDNA表達(dá)文庫(kù)血清學(xué)分析（Serological identification of antigen by recombinant cDNA expression libraries，SEREX）技術(shù)鑒定出了SSX2?、NY-ESO-1和SCP-1等抗原，這些抗原在腫瘤患者血清中可出現(xiàn)相應(yīng)抗體，而正常人血清為陰性或抗體出現(xiàn)率極低，因此這些抗體的出現(xiàn)很可能有助于腫瘤的輔助診斷和治療。另一方面，腫瘤特異性剪接異構(gòu)體因能產(chǎn)生可被免疫細(xì)胞靶向的新抗原而備受關(guān)注，提示腫瘤特異性剪接異構(gòu)體也能成為一種新型腫瘤免疫療法。

1 選擇性剪接概述

選擇性剪接（alternative splicing）又稱(chēng)可變剪接，是指從mRNA前體中通過(guò)不同的剪接方式產(chǎn)生不同的mRNA剪接異構(gòu)體的過(guò)程，也是形成蛋白質(zhì)多樣性和復(fù)雜生物學(xué)功能的重要原因。目前已知剪接方式有選擇性剪接（alternative splicing）和組成性剪接（constitutive splicing ）兩種，組成性剪接只產(chǎn)生一種成熟的mRNA，一般也只產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)產(chǎn)物，而選擇性剪接則可通過(guò)不同的剪接方式產(chǎn)生不同的mRNA剪接異構(gòu)體，并且最終的蛋白產(chǎn)物會(huì)表現(xiàn)出不同或者是相互拮抗的功能和結(jié)構(gòu)特性。其中異常的可變剪接與疾病的發(fā)生發(fā)展存在著密切的聯(lián)系。

2 癌睪丸抗原及其選擇性剪接

自從發(fā)現(xiàn)第一個(gè)癌睪丸抗原基因MAGE-1，CTA就被應(yīng)用于各研究領(lǐng)域中。至今癌-睪丸抗原數(shù)據(jù)（www.cta.lncc.br）中已有200多個(gè)CTA被發(fā)現(xiàn)和報(bào)道，但CTA及其選擇性剪接的生物學(xué)功能尚未研究清楚，CTA基因的剪接異構(gòu)體是否會(huì)影響其免疫原性也未可知。因此，這些問(wèn)題值得我們深入的探討。

2.1 ?LEMD1 ?LEMD1全名LEM domain-containing 1，根據(jù)其在CT家族中的排名又被命名為CT50;該基因位于人染色體1q32.1，包含11個(gè)外顯子;2004年通過(guò)結(jié)直腸癌cDNA微陣列的全基因組表達(dá)譜分析，LEMD1基因首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)其在16例正常成人組織中僅在睪丸中表達(dá)，而在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)。近年來(lái)LEMD1在前列腺癌、間變性大細(xì)胞淋巴瘤和口腔鱗癌的研究中也發(fā)現(xiàn)其在腫瘤組織中表達(dá)，而在相應(yīng)的正常組織中不表達(dá)。這表明LEMD1對(duì)腫瘤組織具有明顯的特異性，提示LEMD1可能是腫瘤標(biāo)志物靶抗原，具有良好的開(kāi)發(fā)前景。

目前LEMD1基因共有5種剪接（V1-V5），其中LEMD1V1、V2、V3在睪丸和癌細(xì)胞中特異性表達(dá)，屬CTA家族成員;V4和V5則在多種組織中廣泛表達(dá)。研究表明在結(jié)直腸腫瘤干細(xì)胞（Colorectal Cancer Stem-Like Cells，CRCs）中下調(diào)LEMD1相應(yīng)的剪接體能顯著降低CRCs的增殖率和瘤球的形成速度，提示該基因的剪接體可能參與CRCs的增殖惡性生物學(xué)過(guò)程，可作為CRCs潛在的治療靶標(biāo)。相信隨著LEMD1基因和其剪接的研究越來(lái)越多，選擇性剪接在該基因中生物學(xué)功能的逐漸闡明，都將會(huì)指導(dǎo)LEMD1在腫瘤的治療中起到巨大作用。

2.2 ?MMA1 ??MMA1基因又名DSCR8（Down syndrome critical region 8）或C21orf65，于2002年通過(guò)鑒別基因表達(dá)篩選;該基因在CT家族中排名CT25，長(zhǎng)度為35kb，含有4個(gè)外顯子，位于人染色體21q22.2，分布在DSCR區(qū)域。該區(qū)為判斷發(fā)育性認(rèn)知缺陷的區(qū)域，提示MMA1基因可能參與唐氏綜合征的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。

已有文獻(xiàn)報(bào)道MMA1存在六個(gè)剪接異構(gòu)體（MMA1A、MMA1B、MMA1C、MMA1D、MMA1E和MMA1F）。其中MMA1A由4個(gè)外顯子轉(zhuǎn)錄剪接形成; MMA1B和MMA1E則在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中剪切了第3外顯子; MMA1C、MMA1D和MMA1F則是通過(guò)2號(hào)內(nèi)含子保留的模式轉(zhuǎn)錄剪接。有研究發(fā)現(xiàn)在30例正常組織中MMA1A和MMA1B僅在睪丸組織中表達(dá)，而在其他正常組織中有少量表達(dá)甚至幾乎不表達(dá)。因此，MMA1A和-1B被認(rèn)為是癌睪丸抗原家族成員。同樣通過(guò)對(duì)正常和腫瘤組織中MMA1轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)篩選證實(shí)MMA1C、-1D和-1E 屬于CTA家族，MMA1F由于在正常和腫瘤組織中均不表達(dá)（除一例黑色素瘤樣本外）被認(rèn)為不屬于CTA家族。目前關(guān)于MMA1基因的剪接報(bào)道較少，其選擇性剪接在腫瘤和正常組織的表達(dá)及影響也有待深入研究。

2.3 ??黑色素瘤相關(guān)抗原（MAGEs） ?近年來(lái)隨著T細(xì)胞表位克隆和血清學(xué)表達(dá)克隆技術(shù)（SEREX）等新方法的建立與應(yīng)用，MAGEs基因家族成員不斷擴(kuò)充。根據(jù)其染色體定位和序列同源性，MAGEs主要?jiǎng)澐譃镮型MAGEs（MAGE-A、MAGE-B、MAGE-C、MAGE-D）亞家族， II型MAGEs（MAGE-E～MAGE-L）基因家族[19]。研究證實(shí)，該基因家族絕大多數(shù)成員含有大量的CpG位點(diǎn)從而其表達(dá)會(huì)受到甲基化修飾的調(diào)控[20]。另外因MAGEs家族基因在各類(lèi)型腫瘤中具有相對(duì)特異性，近年來(lái)針對(duì)該基因在腫瘤免疫中的作用不斷取得新進(jìn)展，但對(duì)其基因的功能還有廣闊的研究空間。

目前MAGEs家族有多個(gè)CTA基因和相應(yīng)的剪接異構(gòu)體被報(bào)道，其中MAGE-A10是通過(guò)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞克隆識(shí)別的癌睪丸抗原基因[21]，位于染色體Xq28，屬于MAGE-A亞家族，在CT家族中排名CT1;其cDNA全長(zhǎng)2.5kb，含有4個(gè)外顯子，分子量約72kDa。MAGE-A10mRNA廣泛表達(dá)于各腫瘤細(xì)胞，在正常組織中僅睪丸和胎盤(pán)內(nèi)有表達(dá)，為腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)[22]。MAGE-A10所編碼的九肽抗原GLYDGMEHL也可與HLA-A2特異性結(jié)合，經(jīng)抗原細(xì)胞提呈后刺激特異性CTL產(chǎn)生并殺死腫瘤細(xì)胞[21]。有報(bào)道表明[23]?MAGE-A10至少存在4種剪接，并且這些剪接體可能在維持mRNA穩(wěn)定或轉(zhuǎn)錄本定位中發(fā)揮作用。MAGE4a基因是1994年被鑒定[24]，定位于染色體Xq28，屬于CT家族的CT1;它在多種腫瘤中表達(dá)，正常組織中限制性的表達(dá)于睪丸和胎盤(pán)。另MAGE4a的5' 末端包含了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)5.8 kb且有8個(gè)同源性外顯子分布的區(qū)域，這些外顯子通過(guò)拼接編碼了一段317kd的氨基酸蛋白質(zhì)，并且在睪丸、胎盤(pán)和肉瘤細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)該拼接的轉(zhuǎn)錄本至少在其中一種細(xì)胞系中表達(dá)[25]。以上研究提示，MAGEs基因家族的某些剪接體在人腫瘤細(xì)胞中均有不同程度的表達(dá)，同時(shí)也存在于正常組織中，剪接異構(gòu)體在兩者中發(fā)揮的作用是否有差異還有待我們大量的發(fā)掘與研究。

2.4 ??XAGE-1 ??XAGE-1屬GAGE家族，在CT家族中排名CT12;該基因定位于染色體Xp11.21- Xp11.22，由3個(gè)內(nèi)含子和4個(gè)外顯子組成[26]。有研究發(fā)現(xiàn)XAGE-1基因在正常睪丸中高度表達(dá)[27]，而在多種腫瘤組織尤其是各類(lèi)型的肉瘤中大量表達(dá)，這很可能是由于XAGE-1在睪丸和癌組織中的表達(dá)由于其啟動(dòng)子甲基化水平的不同而導(dǎo)致。

XAGE-1基因共包含4種剪接體，分別是 XAGE-1a、XAGE-1b、XAGE-1c和XAGE-1d，其中XAGE-1a、 -1c和-1d的表達(dá)譜較窄，XAGE-1b相比其他3種亞型具有更廣泛的表達(dá)譜、更高的表達(dá)率和更強(qiáng)的免疫原性而備受關(guān)注。XAGE-1b長(zhǎng)度約為5145bp，其產(chǎn)物是一種含有81個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，并且包含一個(gè)功能性的雙向核定位信號(hào)以及C末端酸性轉(zhuǎn)錄激活樣結(jié)構(gòu)域，在核酸水平上XAGE-1b與GAGE基因家族具有50%的同源性，但是蛋白間同源性較差，僅C端有部分同源區(qū)域。近年來(lái)多個(gè)研究表明，XAGE-1b被異常激活，XAGE-1b mRNA大量表達(dá)于不同類(lèi)型的腫瘤組織中，但在睪丸、胎盤(pán)和腦組織以外的正常組織中幾乎不表達(dá)，這預(yù)示著XAGE-1b的表達(dá)對(duì)腫瘤可能具有重要意義。另外XAGE-1b的mRNA和蛋白表達(dá)水平并不一致，其蛋白表達(dá)水平相比其mRNA表達(dá)水平更具有特異性，這可能是XAGE-1b基因的表達(dá)受轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控及翻譯后修飾等多種因素的影響。有研究顯示肝癌組織中XAGE-1b、-1c和-1d都表現(xiàn)出高頻率及特異性的表達(dá)，但在相應(yīng)的癌旁組織中不表達(dá)，另外XAGE-1b陽(yáng)性患者的2年生存率明顯較低，XAGE-1b可作為預(yù)測(cè)肝癌患者預(yù)后的指標(biāo)，是肝癌特異性免疫治療的新靶點(diǎn)。同時(shí)也有研究發(fā)現(xiàn)XAGE-1b mRNA高表達(dá)的肝癌患者1年復(fù)發(fā)率明顯高于XAGE-1b mRNA低表達(dá)的患者，XAGE-1b 與肝癌細(xì)胞的侵襲性生物學(xué)行為密切相關(guān)，可能是肝癌診斷和預(yù)后的潛在生物標(biāo)志物，進(jìn)一步為XAGE-1b作為腫瘤治療的靶點(diǎn)提供了依據(jù)，研究XAGE-1b的作用機(jī)制將會(huì)為腫瘤的診斷和治療找到新的突破點(diǎn)。

3 展望

目前治療惡性腫瘤的傳統(tǒng)治療方法仍存在許多問(wèn)題，治療效果也不盡人意，而腫瘤免疫治療因其具有副作用小的的特點(diǎn)使之成為治療癌癥的一個(gè)重要里程碑。現(xiàn)階段CTA基因中的選擇性剪接研究說(shuō)明其在腫瘤的輔助診斷和判斷預(yù)后中具有一定的參考價(jià)值，或許我們可以通過(guò)檢測(cè)腫瘤組織中CTA的剪接體表達(dá)，篩選出患者中特異性表達(dá)的某個(gè)剪接，對(duì)其采取更有利、更有效的個(gè)體化治療;另一方面，CTA基因的特異性表達(dá)特點(diǎn)提示我們可以將CTA的剪接異構(gòu)體作為腫瘤免疫治療的新靶點(diǎn)來(lái)研究。同時(shí)我們也要認(rèn)識(shí)到目前關(guān)于CTA基因的選擇性剪接分子作用機(jī)制研究較表淺，其在腫瘤中的作用還需進(jìn)一步的探討。相信隨著CTA基因及其可變剪接研究的不斷深入，有望拓展和深化腫瘤發(fā)病機(jī)制和免疫治療的研究。

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作者簡(jiǎn)介：

肖源，女，1995年3月出生，本科學(xué)歷，民族：漢;籍貫：湖南漣源;研究方向：主要從事腫瘤生物學(xué)研究。