姜海研究组揭示抑癌基因UTX与癌症发病率的性别差异
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时间：2018-07-16
7月13日，国际学术期刊Nature Communications在线发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所姜海研究组的最新研究成果“UTX is an escape from X-inactivation tumor-suppressor in B cell lymphoma”。 该项研究工作通过实验证实了UTX是逃脱X染色体失活的抑癌基因（EXITS），这可能是男性癌症发生率和死亡率高于女性的原因之一。同时，该研究工作发现了UTX失活在肿瘤起始、发展和抗肿瘤药物应答中的重要影响，为恶性淋巴瘤的早期诊断和肿瘤耐药的分子基础与疗效评价提供了重要的理论基础。
大量临床研究表明，很多肿瘤的发生率具有明显的性别差异，男性患癌和死亡率均明显高于女性。 为了解释这一现象，多位学者根据人类癌症基因组数据中X染色体关联的抑癌基因的变异特征，提出了逃脱X染色体失活的抑癌基因(EXITS)理论。该理论认为，X染色体上有一些潜在的抑癌基因，由于它们通过特殊途径逃脱了X染色体失活机制，使得女性的两个拷贝的X染色体抑癌基因都能表达，并具有抑癌功能。因此在女性中，两个拷贝的抑癌基因同时失活才能允许癌症发生，而男性只有一条X染色体，单一拷贝的X染色体抑癌基因的失活就可以允许癌症发生。这可能是癌症发病率的两性差异的重要原因之一。X染色体上的UTX等基因在癌症中发生较高频率的突变和删失，被推测是决定上述现象的重要候选EXITS基因（Escape from X-Inactivation Tumor suppressor）。
在该项研究中，姜海课题组报道了UTX作为逃脱X染色体失活的抑癌基因(EXITS)的直接实验证据，借助小鼠自发淋巴瘤模型，研究发现在肿瘤发生过程中，UTX拷贝数呈现显著的剂量效应，这强有力地支持了EXITS理论。更重要的是，UTX敲除不仅会加速淋巴瘤的发生，同时也会明显促进淋巴瘤的发展。敲除的淋巴瘤中高表达在小鼠模型中，UTX敲除的小鼠的淋巴瘤的恶性程度更高，出现了脑侵犯和更明显的血管形成。进一步的研究发现，在人类淋巴瘤和小鼠淋巴瘤中，UTX失活的肿瘤都会过表达影响细胞粘附和迁移的因子Efnb1。在淋巴瘤细胞系中过表达Efnb1会导致脑侵犯和血管生成等恶性表型。这一发现为理解UTX的失活如何促进肿瘤的恶性程度，以及淋巴瘤脑转移的分子机制提供了新的解释。最后，针对UTX缺陷的肿瘤，首次对已经在临床中使用的化疗药物进行联合致死分析，发现UTX失活的淋巴瘤细胞对于化疗药物阿糖胞苷Ara-C（Cytarabine）高度敏感，这为淋巴瘤的精准治疗提供了新的探索方向。
博士后李晓曦（现就职于江苏大学医学院）为本文的第一作者，姜海研究员为通讯作者，课题组成员张艳丽在小鼠繁育方面做了大量工作。该项研究得到了陈德桂研究员和郑丽婷博士在UTX敲除小鼠等方面的大力帮助，同时感谢赵静尧博士和魏庄博士等的协助。本项目得到国家重点研发计划、中科院先导专项、国家自然科学基金等经费资助，同时获生化与细胞所公共技术服务中心动物实验技术平台、细胞生物学技术平台的技术支持。
