Meis1,全称为Myeloid ecotropic viral integration site 1,是一种编码同源盒(homeobox)蛋白的基因,同源盒蛋白是一类转录因子,在胚胎发育过程中发挥着关键作用。Meis1基因最初在1995年被发现于患有白血病的鼠类中,随后在人类中被克隆并发现其表达水平在髓系白血病细胞中显著升高。Meis1位于人类染色体2p14上,编码一个包含390个氨基酸的蛋白质,具有六个结构域。Meis1的表达受到细胞类型、年龄、环境条件以及病理状态的影响。Meis1蛋白作为一种转录因子,参与细胞增殖,尤其在白血病和一些实体肿瘤中发挥重要作用。
在心血管再生方面,Meis1被发现能够调节心肌细胞和内皮细胞的细胞周期。例如,抑制Meis1的表达可以增加新生小鼠心肌细胞的增殖能力,而过表达Meis1则会缩短心肌细胞的增殖窗口期。有趣的是,下调心肌细胞中Meis1下游的一个环状RNA的表达,可以促进血管生成并恢复心肌血液供应,从而更好地再生受损的心脏[1]。
在癌症治疗方面,Meis1被认为具有作为癌症治疗靶标的潜力。在白血病和一些实体肿瘤中,Meis1的表达水平显著升高,且Meis1蛋白的某些类型修饰及其与同源盒或前B细胞白血病同源盒蛋白的相互作用已被描述。作为转录因子,Meis1蛋白参与白血病和某些实体肿瘤中癌细胞的增殖。因此,针对Meis1的抑制剂可能成为癌症治疗的新策略[2]。
在遗传疾病方面,Meis1与不安腿综合征(RLS)有关。RLS是一种常见的睡眠相关障碍,其生物学途径和遗传决定因素尚未完全明了。Meis1基因位于同源盒基因转录调控网络(HOX)中,其遗传变异与RLS的发生风险相关。研究表明,Meis1基因的某些非编码区域内的变异与RLS的发生风险相关。此外,Meis1在铁稳态中也发挥作用,这与中枢神经系统铁缺乏被认为是RLS的病因之一相符。因此,Meis1在RLS的发生机制中可能发挥着重要作用[3]。
在前列腺癌中,Meis1与HOXB13基因相互作用,调节细胞增殖和基因表达。研究发现,HOXB13和MEIS1在前列腺细胞中共表达并相互作用。敲低HOXB13或MEIS1的表达可以抑制细胞增殖,而同时敲低两个基因的表达则可以进一步增强这种抑制作用。此外,MEIS1敲低可以消除HOXB13驱动的BCHE和TNFSF10 mRNA表达的调节作用。研究还发现,MEIS1可以稳定HOXB13蛋白的表达,从而促进癌症的发生[4]。
在结肠癌中,Meis1基因启动子区域的甲基化与BRAF(p.V600E)突变相关。研究发现,BRAF(p.V600E)突变的结肠癌组织中Meis1基因的甲基化水平显著升高,且与Meis1基因的表达水平呈负相关。这表明Meis1基因的甲基化可能是BRAF(p.V600E)突变的结肠癌发生发展的重要因素[5]。
在儿童急性髓性白血病(AML)中,Meis1基因的异常表达与疾病的发生发展相关。研究发现,HOXA/MEIS1表达异常的AML患者占所有AML患者的约三分之一。这些患者中存在KMT2A-r、NUP98-r和NPM1c等基因突变,这些突变与Meis1基因的异常表达相关。因此,针对Meis1基因的靶向治疗可能是儿童AML治疗的新策略[6]。
在冠状动脉疾病(CAD)中,Meis1基因的表达水平也发生变化。研究发现,与正常对照组相比,CAD患者的MEIS1和HIRA基因表达水平显著升高。此外,MEIS1的表达与IL-10的表达呈负相关,与IL-6和TNF-α的表达呈正相关。这表明MEIS1和HIRA可能通过调节炎症因子的表达参与CAD的发生发展[7]。
综上所述,Meis1基因在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括心血管再生、癌症发生发展、遗传疾病以及炎症反应等。Meis1基因的异常表达与多种疾病的发生发展相关,因此针对Meis1基因的靶向治疗可能为这些疾病的治疗提供新的策略。然而,Meis1基因在疾病发生发展中的具体作用机制仍需进一步研究。
参考文献:
1. Paul, Swagatika, Zhang, Xiaonan, He, Jia-Qiang. 2019. Homeobox gene Meis1 modulates cardiovascular regeneration. In Seminars in cell & developmental biology, 100, 52-61. doi:10.1016/j.semcdb.2019.10.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31623926/
2. Yao, Maozhong, Gu, Yong, Yang, Zhaoxin, Zhong, Keyan, Chen, Zhanjuan. 2021. MEIS1 and its potential as a cancer therapeutic target (Review). In International journal of molecular medicine, 48, . doi:10.3892/ijmm.2021.5014. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34318904/
3. Sarayloo, Faezeh, Dion, Patrick A, Rouleau, Guy A. 2019. MEIS1 and Restless Legs Syndrome: A Comprehensive Review. In Frontiers in neurology, 10, 935. doi:10.3389/fneur.2019.00935. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31551905/
4. Johng, Dorhyun, Torga, Gonzalo, Ewing, Charles M, McDonnell, Donald P, Isaacs, William B. 2018. HOXB13 interaction with MEIS1 modifies proliferation and gene expression in prostate cancer. In The Prostate, 79, 414-424. doi:10.1002/pros.23747. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30560549/
5. Dihal, Ashwin A, Boot, Arnoud, van Roon, Eddy H, van Wezel, Tom, Boer, Judith M. 2013. The homeobox gene MEIS1 is methylated in BRAF (p.V600E) mutated colon tumors. In PloS one, 8, e79898. doi:10.1371/journal.pone.0079898. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24244575/
6. Yuan, Xuejun, Braun, Thomas. . An unexpected switch: regulation of cardiomyocyte proliferation by the homeobox gene meis1. In Circulation research, 113, 245-8. doi:10.1161/CIRCRESAHA.113.302023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23868827/
7. Juul-Dam, Kristian L, Shukla, Neerav N, Cooper, Todd M, Hasle, Henrik, Zwaan, C Michel. 2023. Therapeutic targeting in pediatric acute myeloid leukemia with aberrant HOX/MEIS1 expression. In European journal of medical genetics, 66, 104869. doi:10.1016/j.ejmg.2023.104869. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38174649/