β 亚基核心结合因子
CBFB 基因编码核心结合因子蛋白的 β 亚基。α 亚基由 3 个不同的基因编码:CBFA1(RUNX2;600211)、CBFA2(RUNX1;151385)和 CBFA3(RUNX3;600210)。该复合物充当转录因子。RUNX α 亚基通过 Runt 结构域与 DNA 结合,而 β 亚基增加了 α 亚基对 DNA 的亲和力,但自身不显示 DNA 结合(Cohen综述,2009 年)。
▼ 克隆与表达
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刘等人(1993)克隆了人 CBFB 基因。该基因被鉴定为与MYH11( 160745 )融合基因的一部分,该基因来源于急性髓系白血病 M4Eo 型患者的白血病细胞(参见 AML,601626),这通常与 16 号染色体 inv(16) 的中心倒位有关(p13q22)。MYH11 基因定位于 16p13,CBFB 基因定位于 16q22。Liu 等人鉴定的 cDNA 克隆(1993)表明与Wang 等人鉴定的鼠 DNA 结合因子 CBF-β 基因有很强的同源性(1993)。
小川等人(1993)还克隆了小鼠 Pebp2b 基因和代表 3 种不同剪接变体的 cDNA。
▼ 测绘
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CBFB 基因定位到染色体 16q22( Liu et al., 1993 )。
▼ 基因功能
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获得性免疫缺陷综合征(AIDS) 病毒 HIV-1 产生 Vif,它通过劫持由 CUL5( 601741 )、ELOC(TCEB1;600788 )、ELOB(TCEB2;600787 ) 和 RBX1组成的泛素连接酶复合物来抵消宿主的抗病毒防御( 603814 ) 以限制因子 APOBEC3G( 607113 ) 为目标进行降解。Jager 等人使用亲和标签/纯化质谱法(2012)表明 Vif 也将 CBFB 招募到这种泛素连接酶复合物中。CBFB 允许重组 6 种蛋白质组装体,该组装体可引发与 APOBEC3G 的特异性多泛素化活性,但不能与 APOBEC3A( 607109)。RNA 敲低和遗传互补研究表明,CBFB 是 Vif 介导的 APOBEC3G 降解和保持 HIV-1 感染性所必需的。来自猿猴免疫缺陷病毒的 Vif 也与 Cbfb 结合并需要 Cbfb 来降解恒河猴 Apobec3g,表明灵长类动物物种的功能保守。雅格等人(2012)提出破坏 CBFB-Vif 相互作用可能会限制 HIV-1 并作为一种补充抗病毒疗法。
孤立地,张等人(2012)确定了 CBFB 在 Vif 介导的 APOBEC3G 降解中的作用。Vif 的 N 端区域是与 CBFB 相互作用所必需的,并且 Vif 与 CBFB 的区域相互作用,这些区域不同于 CBFB 用于与 RUNX 相互作用的区域。张等人(2012)建议 CBFB-Vif 相互作用是干预 HIV-1 的潜在目标。
▼ 细胞遗传学
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CBFB-MYH11融合基因
源自急性髓性白血病 M4Eo 型患者的白血病细胞(参见 AML,601626)通常带有 16 号染色体的中心倒位,inv(16)(p13q22)。刘等人(1993)确定了这种反转的断点,并发现它产生了 CBFB/MYH11 融合基因。用这种倒置对 6 种不同白血病细胞系的分析表明,CBFB 断点在所有细胞系中都相同,位于编码区的 3-prime 末端附近,仅删除了最后 17 个氨基酸。该断点也位于用于替代剪接的序列上。MYH11 基因中有 3 个不同的断点。所有的重排都保持了融合转录本的阅读框。核心结合因子(CBF) 与鼠白血病病毒的核心位点以及 T 细胞受体基因的增强子结合,核心位点似乎是鼠类白血病组织特异性的主要遗传决定因素白血病病毒。CBF α 亚基之一,RUNX1,刘等人(1993)建议,阐明在导致成人白血病常见形式的倒置中作为融合伙伴参与的基因应该允许开发小鼠模型和敏感的 RT-PCR 测试,用于特定诊断和治疗后残留疾病的评估。
刘等人(1995)提供了与 CBFB 相关的白血病发病机制的综述。他们建议,看看 CBFB 和另一个基因之间的变异融合是否存在是由于 16q 和另一个染色体之间的易位而引起的。对此类变体的研究可能会阐明倒位 16 融合基因的发生机制。无法确定 inv(16) 患者循环中的异常嗜酸性粒细胞是恶性细胞群的一部分还是继发反应的结果。尽管 2 个参与基因的内含子中断点的分布是异质的,但在 MYH11 基因的一个小(370 bp) 内含子中观察到了令人惊讶的高断裂发生率。CBFB 和 AML1 编码转录因子 CBF 的 2 个亚基,
为了检查 inv(16)(p13;q22) 对骨髓生成的影响,Kogan 等人(1998)产生了在骨髓细胞中表达嵌合融合蛋白的转基因小鼠。中性粒细胞成熟受损。尽管转基因小鼠的循环中性粒细胞数量正常,但它们的骨髓含有数量增加的未成熟中性粒细胞,表现出异常特征。此外,融合蛋白抑制源自造血祖细胞的集落中的中性粒细胞分化。融合蛋白和激活的 NRAS 的共表达( 164790) 诱导了更严重的表型,其特征是异常的核形态,表明粒细胞发育不良。这些结果表明融合蛋白会损害中性粒细胞的发育,并提供证据表明 Pebp2 的改变可导致骨髓增生异常的发生。
inv(16) 将大部分 CBFB 融合到 MYH11 的 C 端。CBFB 是一种转录因子,它不直接结合 DNA,但与染色体 21q 上的 AML1 DNA 结合转录因子(RUNX1; 151385 )相互作用,以增加其结合 DNA 和调节转录的能力。AML1 是人类白血病中最常见的突变基因之一。它在急性髓系白血病中被 t(8;21)、t(3;21) 和 t(16;21) 以及在儿童 B 细胞急性淋巴细胞白血病(ALL) 中被 t(12;21) 破坏. 通过破坏 CBFB,inv(16) 也破坏了 AML1 功能。总之,这些染色体重排占所有 AML 病例的近四分之一,占所有包含儿童 B 细胞 ALL 的可辨别染色体异常的五分之一。卢特巴赫等人(1999)表明 inv(16) 融合蛋白与最大形式的 AML1 合作,称为 AML-1B,以抑制转录。这种协同作用需要易位融合蛋白与 AML-1B 结合的能力。突变分析和细胞分级实验表明 inv(16) 融合蛋白在细胞核中起作用,当复合物与 DNA 结合时会发生抑制。他们证明 inv(16) 融合蛋白的 C 端部分包含一个抑制域,表明 AML1 介导的抑制的分子机制。
奥莱利等(2000)报道了一名患有急性髓性白血病 M4 型和异常核型 46,XX,ins(16)(q22p13.1p13.3) 的 43 岁女性,导致转录活性 CBFB/MYH11 融合基因。奥莱利等(2000)指出 CBFB/MYH11 融合基因的常见原因是 inv(16)(p13;q22) 或 t(16;16)(p13;q22),两者都主要与 AML M4 病例相关嗜酸性粒细胞增多症(M4Eo);然而,O'Reilly 等人描述的患者(2000)缺乏嗜酸性粒细胞增多症。
转录因子融合 CBFB-SMMHC 在 AML 中表达,具有染色体倒置 inv(16)(p13q22),在与转录因子 RUNX1 结合方面胜过野生型 CBFB,在造血中解除 RUNX1 活性的调节,并诱导 AML。用非选择性细胞毒性化疗治疗 inv(16) AML 可产生良好的初始反应,但长期生存率有限。伊伦杜拉等人(2015)报道了一种蛋白质-蛋白质相互作用抑制剂 AI-10-49 的开发,它选择性地结合 CBFB-SMMHC 并破坏其与 RUNX1 的结合。AI-10-49 恢复 RUNX1 转录活性,显示出有利的药代动力学,并延迟小鼠白血病的进展。用 AI-10-49 治疗原发性 inv(16) AML 患者原始细胞会触发选择性细胞死亡。伊伦杜拉等人(2015) 得出结论,直接抑制致癌 CBFB-SMMHC 融合蛋白可能是 inv(16) AML 的有效治疗方法。
▼ 分子遗传学
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乳腺癌的体细胞突变
为了将雌激素受体阳性乳腺癌(见114480)的可变临床特征与体细胞改变相关联,Ellis 等人(2012)通过大规模平行测序和分析,研究了 2 项新辅助芳香酶抑制剂治疗研究中患者的治疗前肿瘤活检。十八显著突变的基因进行了鉴定,其中包括5个基因(RUNX1; CBFB; MYH9,160775 ; MLL3,606833 ;和SF3B1,605590)以前链接到造血障碍。
班纳吉等人(2012)报告了来自墨西哥和越南患者的 103 种不同亚型人类乳腺癌的 DNA 全外显子组序列与匹配的正常 DNA 相比,以及 22 对乳腺癌/正常对的全基因组序列。超出PIK3CA(确认复发性体细胞突变171834),TP53(191170),AKT1(164730),GATA3(131320),MAP3K1和(600982),Banerji等人(2012)发现 CBFB 转录因子基因中的反复突变及其伙伴 RUNX1 的缺失。
▼ 动物模型
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CBF-β 与 RUNX1 形成异二聚体。RUNX1 和 CBF-β 都是造血所必需的。RUNX2 的单倍体不足(也称为 CBFA1;600211)会导致颅骨发育不良( 119600 ),并且通过调节成骨细胞分化和软骨细胞成熟对骨骼发育至关重要。缺乏 Cbfb(Cbfb -/-) 的小鼠在妊娠中期死亡。为了研究 Cbfb 在骨骼发育中的功能,Yoshida 等人(2002)拯救了 Cbfb -/- 使用 Gata1 启动子引入 Cbfb 的小鼠的造血功能。获救的 Cbfb-null 小鼠在红细胞和巨核细胞谱系中重现了胎肝造血,并存活到出生,但骨形成严重延迟。尽管间充质细胞分化为未成熟的成骨细胞,但膜内骨形成不良。吉田等人(2002)证明 Cbf-β 是 Runx2 的有效 DNA 结合和 Runx2 依赖性转录激活所必需的。
Kundu 等人使用“敲入”策略(2002)产生了表达 Cbfb 的小鼠胚胎干(ES) 细胞,该细胞与编码绿色荧光蛋白(GFP) 的 cDNA 框内融合。融合杂合子的小鼠寿命正常且看起来正常,但 Cbfb(GFP/GFP) 幼崽在出生后第一天死亡。这些小鼠表现出软骨内和膜内骨化以及软骨细胞分化的延迟,类似于在 Runx2 -/- 小鼠中观察到的延迟,但没有那么严重。因此,昆杜等人(2002)证明 Cbf-β 在发育中的骨骼中表达并与 Runx2 形成功能性相互作用,并且 Cbfb(GFP) 是亚形等位基因。融合等位基因在造血细胞中保持足够的功能以绕过早期胚胎致死率。昆杜等人(2002)提出了 CBFB 突变可能导致某些与 RUNX2 突变无关的颅骨发育不良病例的可能性。
米勒等人(2002)通过引入编码绿色荧光蛋白融合蛋白(GFP/Cbf-β) 的转基因,从 Tek 基因的启动子和增强子( 600221) 中拯救了 Cbf -β 缺陷胚胎中的胎儿肝脏造血功能)。Tek 是一种血管内皮特异性受体酪氨酸激酶,对血管网络的形成和重塑至关重要。该基因在整个发育过程中和成人中的所有内皮细胞中以及胎儿肝脏和成人骨髓中的一部分造血干细胞和定向造血祖细胞中表达。获救的小鼠在出生时死亡,骨骼发育严重缺陷,尽管在一定程度上发生了膜内骨化。虽然胎儿肝脏造血在胚胎第 12.5 天恢复,但到胚胎第 17.5 天时,观察到淋巴细胞生成和骨髓生成显着受损。因此,米勒等人(2002) 得出的结论是,Cbf-β 亚基是造血干细胞出现、骨形成以及淋巴和髓系细胞的正常分化所必需的。