TWIST2的抑癌基因功能研究

对实体肿瘤的研究提示TWIST2是癌基因。然而Twist-2控制小鼠的粒/巨噬细胞的产生，基因缺失小鼠呈现髓系骨髓增生症。首先检测到人类相关的髓系白血病中TWIST2的表达降低。而后发现TWIST2能抑制多株白血病细胞的生长及成瘤能力，并使细胞滞留在G0/G1期；降低TWIST2的表达则增强细胞的生长。通过Microarray鉴定到662个与TWIST2表达相关的基因，15/18个基因获得Q-RT-PCR的验证。初步提示TWIST2可能行使"抑癌基因"功能。将研究TWIST2表达水平对生成血液肿瘤的影响、TWIST2抑制白血病患者细胞生长的能力；并整合microarray、microRNA文库和ChIP-on-chip数据，功能性鉴定TWIST2发挥"抑癌基因"作用所需调控的转录本。首次报道TWIST2具有"抑癌基因"的功能，拓展了对它的认知，也能为髓系白血病的治疗提供新思路。

TWIST2是bHLH（basic helix-loop-helix）蛋白，可形成二聚体结合E-box（CANNTG）而发挥转录调控功能。TWIST2在多种实体肿瘤的发生、肿瘤细胞上皮-间充质转分化（epithelia-mesenchymal transition，EMT）和癌症转移中发挥重要作用。然而，TWIST2在人类正常造血发生和髓系白血病中的功能及机制尚未知。我们使用RNAi抑制正常骨髓CD34+细胞中TWIST2表达，TWIST2沉默促进细胞生长并增强其集落生成能力；减少处于G0/G1期的细胞而增加处于S/G2/M期的细胞。其次在约1/3成人急性髓细胞白血病（acute myeloid leukemia, AML）患者中检测到TWIST2发生过度甲基化修饰并导致其表达下降；在慢性期（chronic phase,CP）慢性髓细胞白血病（chronic myeloid leukemia, CML）患者CD34+细胞中TWIST2表达较正常细胞显著降低。TWIST2过表达显著抑制白血病细胞株和患者原代细胞体外生长；TWIST2减弱THP-1等细胞的成瘤能力；还抑制BCR-ABL（诱发CML的融合基因）恶性转化小鼠BaF3细胞生成白血病的能力。点突变实验显示TWIST2通过bHLH结构域行使其生长抑制功能。依据基因表达谱提示，发现在正常造血细胞中TWIST2与p21和ID2表达呈正相关，染色质免疫沉淀（chromatin immunoprecipitation,ChIP）显示TWIST2直接结合p21和ID2启动子序列。报告基因检测提示TWIST2通过它们上游特定E-box序列而调控其表达。在血液细胞中过表达TWIST2后再沉默p21，能“挽救”TWIST2的生长抑制作用；另外，TWIST2部分通过激活ID2抑制CML细胞生长并增强其伊马替尼反应性。综上，我们的研究表明TWIST2是人类造血的新调控因子；在髓系白血病中某些机制（比如，甲基化修饰）导致其表达下降；TWIST2能抑制白血病细胞的体内、外生长，也可以抑制某些癌基因（比如，BCR-ABL）恶性转化血液细胞的能力；p21和ID2是TWIST2的功能性靶基因，参与血液细胞的周期、生长和药物敏感性的调控。这些表明TWIST2是人类髓系白血病的抑癌基因，对其功能与机制的研究可为改善这些疾病的治疗提供新策略。