癌睪丸抗原及其相關選擇性剪接的研究進展

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

關鍵詞：癌/睪丸抗原;剪接異構體;腫瘤治療靶點

【中圖分類號】R737.21 ???【文獻標識碼】A ???【文章編號】2107-2306（2019）06-200-02

隨著腫瘤的發病率逐年提高，傳統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、特異性強的特點為人們所關注，然而開展該療法急需解決的問題是選擇合適的腫瘤抗原。1991年，有學者通過T細胞表位克隆從黑色素瘤細胞中分離鑒定出了第一個CTA基因MAGE-1，接著又發現了BAGE?、GAGE，并且他們發現這些基因只在正常的睪丸和多種腫瘤組織中表達。隨后1995年通過腫瘤重組cDNA表達文庫血清學分析（Serological identification of antigen by recombinant cDNA expression libraries，SEREX）技術鑒定出了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相應抗體，而正常人血清為陰性或抗體出現率極低，因此這些抗體的出現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體因能產生可被免疫細胞靶向的新抗原而備受關注，提示腫瘤特異性剪接異構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）又稱可變剪接，是指從mRNA前體中通過不同的剪接方式產生不同的mRNA剪接異構體的過程，也是形成蛋白質多樣性和復雜生物學功能的重要原因。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，組成性剪接只產生一種成熟的mRNA，一般也只產生一種蛋白質產物，而選擇性剪接則可通過不同的剪接方式產生不同的mRNA剪接異構體，并且最終的蛋白產物會表現出不同或者是相互拮抗的功能和結構特性。其中異常的可變剪接與疾病的發生發展存在著密切的聯系。

2 癌睪丸抗原及其選擇性剪接

自從發現第一個癌睪丸抗原基因MAGE-1，CTA就被應用于各研究領域中。至今癌-睪丸抗原數據（www.cta.lncc.br）中已有200多個CTA被發現和報道，但CTA及其選擇性剪接的生物學功能尚未研究清楚，CTA基因的剪接異構體是否會影響其免疫原性也未可知。因此，這些問題值得我們深入的探討。

2.1 ?LEMD1 ?LEMD1全名LEM domain-containing 1，根據其在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個外顯子;2004年通過結直腸癌cDNA微陣列的全基因組表達譜分析，LEMD1基因首次發現并證實其在16例正常成人組織中僅在睪丸中表達，而在結直腸癌組織中高表達。近年來LEMD1在前列腺癌、間變性大細胞淋巴瘤和口腔鱗癌的研究中也發現其在腫瘤組織中表達，而在相應的正常組織中不表達。這表明LEMD1對腫瘤組織具有明顯的特異性，提示LEMD1可能是腫瘤標志物靶抗原，具有良好的開發前景。

目前LEMD1基因共有5種剪接（V1-V5），其中LEMD1V1、V2、V3在睪丸和癌細胞中特異性表達，屬CTA家族成員;V4和V5則在多種組織中廣泛表達。研究表明在結直腸腫瘤干細胞（Colorectal Cancer Stem-Like Cells，CRCs）中下調LEMD1相應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的增殖惡性生物學過程，可作為CRCs潛在的治療靶標。相信隨著LEMD1基因和其剪接的研究越來越多，選擇性剪接在該基因中生物學功能的逐漸闡明，都將會指導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年通過鑒別基因表達篩選;該基因在CT家族中排名CT25，長度為35kb，含有4個外顯子，位于人染色體21q22.2，分布在DSCR區域。該區為判斷發育性認知缺陷的區域，提示MMA1基因可能參與唐氏綜合征的發生發展過程。

已有文獻報道MMA1存在六個剪接異構體（MMA1A、MMA1B、MMA1C、MMA1D、MMA1E和MMA1F）。其中MMA1A由4個外顯子轉錄剪接形成; MMA1B和MMA1E則在轉錄過程中剪切了第3外顯子; MMA1C、MMA1D和MMA1F則是通過2號內含子保留的模式轉錄剪接。有研究發現在30例正常組織中MMA1A和MMA1B僅在睪丸組織中表達，而在其他正常組織中有少量表達甚至幾乎不表達。因此，MMA1A和-1B被認為是癌睪丸抗原家族成員。同樣通過對正常和腫瘤組織中MMA1轉錄本的表達篩選證實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（除一例黑色素瘤樣本外）被認為不屬于CTA家族。目前關于MMA1基因的剪接報道較少，其選擇性剪接在腫瘤和正常組織的表達及影響也有待深入研究。

2.3 ??黑色素瘤相關抗原（MAGEs） ?近年來隨著T細胞表位克隆和血清學表達克隆技術（SEREX）等新方法的建立與應用，MAGEs基因家族成員不斷擴充。根據其染色體定位和序列同源性，MAGEs主要劃分為I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，該基因家族絕大多數成員含有大量的CpG位點從而其表達會受到甲基化修飾的調控[20]。另外因MAGEs家族基因在各類型腫瘤中具有相對特異性，近年來針對該基因在腫瘤免疫中的作用不斷取得新進展，但對其基因的功能還有廣闊的研究空間。

目前MAGEs家族有多個CTA基因和相應的剪接異構體被報道，其中MAGE-A10是通過細胞毒性T淋巴細胞克隆識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2.5kb，含有4個外顯子，分子量約72kDa。MAGE-A10mRNA廣泛表達于各腫瘤細胞，在正常組織中僅睪丸和胎盤內有表達，為腫瘤治療的潛在靶點[22]。MAGE-A10所編碼的九肽抗原GLYDGMEHL也可與HLA-A2特異性結合，經抗原細胞提呈后刺激特異性CTL產生并殺死腫瘤細胞[21]。有報道表明[23]?MAGE-A10至少存在4種剪接，并且這些剪接體可能在維持mRNA穩定或轉錄本定位中發揮作用。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，正常組織中限制性的表達于睪丸和胎盤。另MAGE4a的5' 末端包含了一個長達5.8 kb且有8個同源性外顯子分布的區域，這些外顯子通過拼接編碼了一段317kd的氨基酸蛋白質，并且在睪丸、胎盤和肉瘤細胞系中發現該拼接的轉錄本至少在其中一種細胞系中表達[25]。以上研究提示，MAGEs基因家族的某些剪接體在人腫瘤細胞中均有不同程度的表達，同時也存在于正常組織中，剪接異構體在兩者中發揮的作用是否有差異還有待我們大量的發掘與研究。

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個內含子和4個外顯子組成[26]。有研究發現XAGE-1基因在正常睪丸中高度表達[27]，而在多種腫瘤組織尤其是各類型的肉瘤中大量表達，這很可能是由于XAGE-1在睪丸和癌組織中的表達由于其啟動子甲基化水平的不同而導致。

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的表達譜較窄，XAGE-1b相比其他3種亞型具有更廣泛的表達譜、更高的表達率和更強的免疫原性而備受關注。XAGE-1b長度約為5145bp，其產物是一種含有81個氨基酸的蛋白質，并且包含一個功能性的雙向核定位信號以及C末端酸性轉錄激活樣結構域，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端有部分同源區域。近年來多個研究表明，XAGE-1b被異常激活，XAGE-1b mRNA大量表達于不同類型的腫瘤組織中，但在睪丸、胎盤和腦組織以外的正常組織中幾乎不表達，這預示著XAGE-1b的表達對腫瘤可能具有重要意義。另外XAGE-1b的mRNA和蛋白表達水平并不一致，其蛋白表達水平相比其mRNA表達水平更具有特異性，這可能是XAGE-1b基因的表達受轉錄后水平的調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都表現出高頻率及特異性的表達，但在相應的癌旁組織中不表達，另外XAGE-1b陽性患者的2年生存率明顯較低，XAGE-1b可作為預測肝癌患者預后的指標，是肝癌特異性免疫治療的新靶點。同時也有研究發現XAGE-1b mRNA高表達的肝癌患者1年復發率明顯高于XAGE-1b mRNA低表達的患者，XAGE-1b 與肝癌細胞的侵襲性生物學行為密切相關，可能是肝癌診斷和預后的潛在生物標志物，進一步為XAGE-1b作為腫瘤治療的靶點提供了依據，研究XAGE-1b的作用機制將會為腫瘤的診斷和治療找到新的突破點。

3 展望

目前治療惡性腫瘤的傳統治療方法仍存在許多問題，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使之成為治療癌癥的一個重要里程碑。現階段CTA基因中的選擇性剪接研究說明其在腫瘤的輔助診斷和判斷預后中具有一定的參考價值，或許我們可以通過檢測腫瘤組織中CTA的剪接體表達，篩選出患者中特異性表達的某個剪接，對其采取更有利、更有效的個體化治療;另一方面，CTA基因的特異性表達特點提示我們可以將CTA的剪接異構體作為腫瘤免疫治療的新靶點來研究。同時我們也要認識到目前關于CTA基因的選擇性剪接分子作用機制研究較表淺，其在腫瘤中的作用還需進一步的探討。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病機制和免疫治療的研究。

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作者簡介：

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