第4期 营孙阳等：端粒酶调控研究进展 291 调控端粒酶的发生和亚细胞定位。一些与端粒酶相 早期表达。除增殖中的细胞与更新中的组织外，大 互作用的蛋白也参与了活性端粒酶复合体的形成， 多数正常体细胞缺乏端粒酶活性。瞬时转染TERT 如一些具有H/ACA box的snoRNA结合蛋白 启动子后，利用荧光素酶实验发现启动子活性升高， [dyskerin、核仁蛋白10NOP1O)和非组蛋白2NHP2) 这也表明端粒酶活性的增加是由于受到启动子调控 等]以及甘氨酸-精氨酸富含蛋白1(GAR1)1。除此之 所致 外，与端粒酶复合体相关的蛋白还有Potin/reptin和 目前有关TERT启动子的研究相当广泛，许多 端粒酶Cajal body蛋白l(TCAB1)等。Potin/reptin 转录因子结合位点都涉及TERT表达量的调控2。 是两个ATP酶，以TERT依赖性的细胞周期调控方 例如，TERT的转录受到Spl的调控(Spl是一个与 式起作用，这两个ATP酶在细胞周期的S期与TERT TATA结合蛋白发生相互作用的通用转录因子)，但 发生相互作用，参与了TERT的装配和重塑，进而 是在TERT启动子中却没有发现明显的TATA box, 形成一个有活性的端粒酶复合体，这个过程可能并 令人惊讶的是Spl结合位点的突变却可以使TERT 非同时发生而是逐步发生的，Pontin/reptin在此过程 启动子活性完全丧失)。端粒酶活性也被癌基因 中的功能可能是帮助TERT与TR-dyskerin RNP复合 (如c-Myc)和抑癌基因（如WTI)所调控。c-mc通过 体的装配或者重构端粒酶复合体I。TCAB1是端粒 结合TERT启动子上的两个E-boxes而影响端粒酶表 酶全酶的一个亚单位，在Cajal body[CB,细胞核内 达，并且在癌细胞中可以观察到c-mvc表达量的增 RNP(核糖核蛋白)加工的场所1里含量丰富，TCAB1 加会引起端粒酶活性的增加3,14。抑癌基因WT1和 对端粒酶功能的发挥至关重要。TCAB1可以与有活 端粒酶启动子结合后，负调节TERT的表达，换而 性的端粒酶、端粒酶相关组分以及小Cajal body 言之，在肿瘤发生过程中，WT1的失活与端粒酶激 RNA(scaRNA,参与RNA剪接修饰)相互作用。利用 活相关。 RNA干涉技术将TCAB1敲除后，打断了TERC和 在泌尿道上皮细胞癌(Urothelial carcinoma,UC) CB的联系，进而造成端粒酶不能运输到端粒末端合 等多种癌症中，TERT启动子以相当高的频率发生突 成端粒。因此TCAB1参与了端粒酶的运输，对癌细 变，但是它们对端粒酶功能的影响还不是很清楚。 胞中端粒的合成至关重要8。 一项对23例病人UC细胞的研究发现这些发生在 端粒酶调控的分子机制是多层次的，调控过程 TERT启动子上的突变与TERT的mRNA、蛋白以及 涉及蛋白和RNA合成、加工、端粒酶装配和亚细胞 端粒酶活性与端粒长度都呈现相关性，如某些位点 定位以及端粒酶到端粒的招募中的每一环节。本 突变的TERT的RNA、蛋白以及端粒酶活性与端 文从端粒酶表达水平的调控、端粒酶装配与运输的 粒长度呈现正相关关系而另一些位点的突变则会呈 调控、端粒末端对端粒酶的调控等几个方面对端粒 现负相关关系。在Borah之前没有人发现TERT启 酶的调控机制进行了综述。 动子突变与UC病人预后具有相关性，Borah等s1 1 端粒酶表达水平的调控 的研究指出在两组独立的UC病人群体中，TERT mRNA的高表达与病人生存期的减少呈现密切的相 1.1TERT的转录水平调控 关关系，其结果表明检测端粒酶活性的诊断方法可 研究表明，正常细胞、危机前细胞或者通过ALT 能比检测TET启动子是否发生突变更加可靠们。 途径延伸端粒的细胞，这些细胞的端粒酶活性不能 转录因子E2F及其家族成员与MZF-2(锌指转 被检测到，进一步研究表明在这些细胞中表达的是 录因子)是细胞内一些抑制TERT转录的因子。TERT TERT的剪接变异体，因此认为在端粒酶复合体调控 可能在转录过程被这些因子抑制，当然TERT的转 中TERT的转录控制起着至关重要的作用。 录抑制也可能是通过TGFβ/Smad信号通路16抑制 在许多细胞和组织中，TERT基因的表达水平与 潜在的激活子（如c-myc)或者通过激活BRCA1(与 端粒酶活性呈正相关关系。人的TERT基因在发育 DNA修复相关的遗传性乳腺癌和卵巢癌抑制因子) ?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第 4 期 营孙阳等: 端粒酶调控研究进展 291 调控端粒酶的发生和亚细胞定位。一些与端粒酶相 互作用的蛋白也参与了活性端粒酶复合体的形成， 如一些具有 H/ACA box 的 snoRNA 结合蛋白 [dyskerin、核仁蛋白 10(NOP10)和非组蛋白 2(NHP2) 等]以及甘氨酸-精氨酸富含蛋白 1(GAR1)[5]。除此之 外，与端粒酶复合体相关的蛋白还有 Potin/reptin 和 端粒酶 Cajal body 蛋白 1(TCAB1)等[6]。Potin/reptin 是两个 ATP 酶，以 TERT 依赖性的细胞周期调控方 式起作用。这两个 ATP 酶在细胞周期的 S 期与 TERT 发生相互作用，参与了 TERT 的装配和重塑，进而 形成一个有活性的端粒酶复合体，这个过程可能并 非同时发生而是逐步发生的，Pontin/reptin 在此过程 中的功能可能是帮助 TERT 与 TR-dyskerin RNP复合 体的装配或者重构端粒酶复合体[7]。TCAB1 是端粒 酶全酶的一个亚单位，在 Cajal body[CB，细胞核内 RNP(核糖核蛋白)加工的场所]里含量丰富，TCAB1 对端粒酶功能的发挥至关重要。TCAB1 可以与有活 性的端粒酶、端粒酶相关组分以及小 Cajal body RNA(scaRNA，参与 RNA 剪接修饰)相互作用。利用 RNA 干涉技术将 TCAB1 敲除后，打断了 TERC 和 CB 的联系，进而造成端粒酶不能运输到端粒末端合 成端粒。因此 TCAB1 参与了端粒酶的运输，对癌细 胞中端粒的合成至关重要[8]。 端粒酶调控的分子机制是多层次的，调控过程 涉及蛋白和 RNA 合成、加工、端粒酶装配和亚细胞 定位以及端粒酶到端粒的招募中的每一环节[9]。本 文从端粒酶表达水平的调控、端粒酶装配与运输的 调控、端粒末端对端粒酶的调控等几个方面对端粒 酶的调控机制进行了综述。 1 端粒酶表达水平的调控 1.1 TERT 的转录水平调控 研究表明，正常细胞、危机前细胞或者通过 ALT 途径延伸端粒的细胞，这些细胞的端粒酶活性不能 被检测到，进一步研究表明在这些细胞中表达的是 TERT 的剪接变异体，因此认为在端粒酶复合体调控 中 TERT 的转录控制起着至关重要的作用[9]。 在许多细胞和组织中，TERT 基因的表达水平与 端粒酶活性呈正相关关系。人的 TERT 基因在发育 早期表达。除增殖中的细胞与更新中的组织外，大 多数正常体细胞缺乏端粒酶活性[10]。瞬时转染 TERT 启动子后，利用荧光素酶实验发现启动子活性升高， 这也表明端粒酶活性的增加是由于受到启动子调控 所致[11]。 目前有关 TERT 启动子的研究相当广泛，许多 转录因子结合位点都涉及 TERT 表达量的调控[12]。 例如，TERT 的转录受到 Sp1 的调控(Sp1 是一个与 TATA 结合蛋白发生相互作用的通用转录因子)，但 是在 TERT 启动子中却没有发现明显的 TATA box， 令人惊讶的是 Sp1 结合位点的突变却可以使 TERT 启动子活性完全丧失[13]。端粒酶活性也被癌基因 (如 c-Myc)和抑癌基因(如 WT1)所调控。c-myc 通过 结合 TERT 启动子上的两个 E-boxes 而影响端粒酶表 达，并且在癌细胞中可以观察到 c-myc 表达量的增 加会引起端粒酶活性的增加[13,14]。抑癌基因 WT1 和 端粒酶启动子结合后，负调节 TERT 的表达，换而 言之，在肿瘤发生过程中，WT1 的失活与端粒酶激 活相关。 在泌尿道上皮细胞癌(Urothelial carcinoma, UC) 等多种癌症中，TERT 启动子以相当高的频率发生突 变，但是它们对端粒酶功能的影响还不是很清楚。 一项对 23 例病人 UC 细胞的研究发现这些发生在 TERT 启动子上的突变与 TERT 的 mRNA、蛋白以及 端粒酶活性与端粒长度都呈现相关性，如某些位点 突变的 TERT 的 mRNA、蛋白以及端粒酶活性与端 粒长度呈现正相关关系而另一些位点的突变则会呈 现负相关关系。在 Borah 之前没有人发现 TERT 启 动子突变与 UC 病人预后具有相关性，Borah 等[15] 的研究指出在两组独立的 UC 病人群体中，TERT mRNA 的高表达与病人生存期的减少呈现密切的相 关关系，其结果表明检测端粒酶活性的诊断方法可 能比检测 TERT 启动子是否发生突变更加可靠 [5]。 转录因子 E2F 及其家族成员与 MZF-2(锌指转 录因子)是细胞内一些抑制 TERT 转录的因子。TERT 可能在转录过程被这些因子抑制，当然 TERT 的转 录抑制也可能是通过 TGFβ/Smad 信号通路[16]抑制 潜在的激活子(如 c-myc)或者通过激活 BRCA1(与 DNA 修复相关的遗传性乳腺癌和卵巢癌抑制因子)