肿瘤细胞Ig基因类别转换及异常表达Ig alpha重链的分子机制

【摘要】经典的免疫学理论认为,免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)分子只由B淋巴细胞限制性表达。虽然人体所有细胞都含有胚系免疫球蛋白基因,但只有B淋巴细胞在其分化发育过程中,受到外界抗原的刺激和细胞内相关因子的调节下,在基因组水平经历Ig基因的V(D)J重排、类别转换重组(CSR)、体细胞高频突变(SHM)之后,才能顺利表达和分泌多种Ig分子。我们的前期研究证实,从鼻咽癌细胞系CNE2的gDNA文库中克隆出的恶性转化基因Tx,是一异常的缺乏V区的人类Ig1α轻链基因。这一原创性的科学发现提示,肿瘤细胞可能异常表达Ig分子。国内外多个研究小组也相继证实非淋巴来源的肿瘤细胞能自身合成多种类型的Ig分子,并且能分泌到细胞外。科学家们探索了肿瘤来源Ig分子的生物学功能以及其异常表达的分子机制,包括V(D)J重排。但是,对于肿瘤细胞中Ig基因是否在基因组水平上经历了类别转换重组,研究并不明确。为了明确肿瘤细胞Ig基因是否发生类别转换重组,我们首先在多种肿瘤细胞系中检测了类别转换产物的形成,发现肿瘤细胞中存在Igα重链及其转录本IgVDJ-Ca的表达。进一步,我们从基因组水平和转录水平检测了类别转换标志性产物的形成。类别转换最终会产生完整的Igα基因VDJ-Ca和环出序列Sα-Sμ,通过特异性PCR或高灵敏的巢式PCR扩增这两种产物的接口处,我们发现肿瘤细胞中均产生了完整Igα基因VDJ-Ca和环出序列Sa-Sμ及其相应转录本。这些研究结果提示,肿瘤细胞Ig基因已经在基因组水平发生了类别转换重组。为阐明肿瘤细胞Ig基因发生类别转换的分子机制,我们借鉴B淋巴细胞Ig基因类别转换的模式,对两大关键因素即活化诱导的胞嘧啶脱氨酶(AID)和胚系转录本(IgIα-Cα)的活化进行了研究。首先,我们从临床组织样本以及细胞系层面均证实肿瘤细胞异常表达AID分子。以鼻咽癌为主要模型,我们进一步发现,炎症因子TNF-a可能通过NF-κB信号通路上调肿瘤细胞中AID的表达。此外,从AID参与类别转换的机制出发,我们通过免疫荧光—激光共聚焦实验证实AID可以与PKA相互作用,并且AID和PKA均能直接靶向结合至Ig基因的Sα区,这与肿瘤细胞发生CSR表达Igα重链密切相关。另一方面,为明确胚系转录本IgIα-Cα活化的分子机制,我们以IgIα启动子为研究对象,探讨了调控其活化的关键转录因子。首先,我们通过克隆IgIα启动子序列构建了报告基因质粒,发现IgIα启动子在鼻咽癌细胞中高度活化。生物信息学分析表明,Iglα启动子上存在多个转录因子结合位点,包括NF-κB和PU.1。进一步研究发现,转录因子Ets-1能与IgIα启动子上的PU.1位点结合并反式激活Ig1α启动子。通过RNA干扰技术证实,沉默肿瘤细胞中Ets-1的表达可以显著降低IgIα启动子活性以及下调IgIα-Cα胚系转录本和Igα重链的表达。此外我们发现,细胞因子TGF-β1的刺激可以通过上调Ets-1从而调控IgIα启动子活性以及Igα重链的表达。这些结果提示,在非B淋巴细胞肿瘤中,Ets-1通过活化IgIα启动子从而调控IgIα-Cα胚系转录本是Igα重链表达的重要机制之一通过本课题的研究,我们证实细胞外炎症因子TNF-α和TGF-β1的刺激可分别通过介导细胞内相关信号通路NF-κB或Ets-1从而调控AID的异常表达或胚系转录本IgIα-Cα的活化,从Ig基因类别转换重组的层面揭示了肿瘤细胞异常表达Igα重链的分子机制,为更深入理解肿瘤细胞异常表达Ig的生物学意义提供了实验证据,为从免疫学角度理解肿瘤的发生发展提供了启示。
【作者】段芝；
【导师】曹亚；
【作者基本信息】中南大学，基础医学，2013，博士
【关键词】免疫球蛋白；类别转换重组；活化诱导的胞嘧啶脱氨酶；胚系转录本；Ets-1；

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