干扰素调节因子 4(interferon regulatory factor 4, IRF4)是干扰素调节因子家族中的转录因子之一。在正常生理过程中,IRF4 蛋白是调节早期 B 细胞生长、前 B 细胞免疫球蛋白类别转换重组、成熟 B 细胞体细胞超突变等 B 细胞生长过程的关键因子,也是调节浆细胞分化的关键因子;另一方面,Irf4 基因异常或蛋白表达失调参与多种 B/浆细胞肿瘤发生、发展。该文对 IRF4 在 B/浆细胞分化成熟中的生理作用,如何参与 B/浆细胞肿瘤发生发展及其作为 B/浆细胞肿瘤潜在治疗靶点的研究进展进行综述。
干扰素调节因子 4(interferon regulatory factor 4, IRF4)仅表达于免疫细胞中,包括 B 细胞、T 细胞、树突状细胞及巨噬细胞[1]。IRF4 蛋白是一种在 B 细胞生长过程中发挥关键作用的转录因子,在 B 细胞生长的各个阶段表达,是控制生发中心 B 细胞程序、免疫球蛋白类别转换重组(class switch recombination, CSR)、调节体细胞超突变(somatic hypermutation, SHM)、决定 B 细胞命运及浆细胞分化的重要调节因子[2]。Irf4 基因异常表达可以通过染色体异常(例如染色体易位和扩增)引起,基因突变可引起 IRF4 蛋白功能改变,导致 NF-κB 信号通路和/或 Irf4 基因的激活,从而诱导并增强致癌转录程序。IRF4 蛋白通过调控多种信号转导通路和多种转录因子的表达,参与多种 B/浆细胞肿瘤如急性或慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia, CLL)、淋巴瘤、多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)等的发生发展。目前有研究表明 Irf4 基因的下调促进白血病的发生发展,而在淋巴瘤中发现 IRF4 蛋白高表达[1],因此 IRF4 有望成为 B/浆细胞肿瘤治疗的新靶点。本文将对 IRF4 蛋白调节 B/浆细胞分化成熟的机制及功能、IRF4 异常在 B/浆细胞肿瘤中的发生机制、IRF4 作为 B/浆细胞肿瘤治疗靶点的研究进行综述。
1 IRF4 参与B/浆细胞的生长分化过程
IRF4 蛋白在 B/浆细胞的生长分化中起重要作用。IRF4 蛋白水平的动态调节决定 B 细胞及浆细胞生长分化过程[1]。Ifr4 敲除小鼠的活化 B 细胞和浆细胞数量明显减少,血清免疫球蛋白水平下降[3]。IRF4 蛋白是生发中心 B(germinal center B, GCB)细胞生成所必需的,其表达水平的升高可诱导 GCB 细胞的产生,并在 B 细胞进入生发中心程序后下调[2]。经历 CSR 及 SHM 后的 B 细胞抗原亲和力增加,并增加 B 细胞受体(B cell receptor, BCR)参与激活的细胞内级联的强度,从而引起 IRF4 蛋白水平的升高,并促进浆细胞的产生[4]。
1.1 IRF4 参与早期 B 细胞的生长及生发中心形成
IRF4 蛋白参与早期 B 细胞的生长,包括前 B 细胞及 GCB 细胞。在前 B 细胞阶段,转录因子 IRF4 和 IRF8 通过协调其他因子参与前 BCR的下调、细胞周期退出、轻链的表达和大前 B 细胞向小 B 细胞的转化[5]。在前 B 细胞中,IRF4 蛋白控制免疫球蛋白位点的顺序重排,以产生功能性 BCR,抑制前 B 细胞增殖;此外,IRF4 蛋白参与的混合信号网络贯穿了生发中心形成和亲和力成熟的调节[6]。Irf4 和 Irf8 基因缺陷的小鼠中的前 B 细胞生长完全受阻,无法调节前 BCR,提示 IRF4 蛋白可以调节前 B 细胞的生长[1, 7]。在 Irf4 基因缺陷的小鼠中外周 B 细胞成熟出现障碍,同时脾脏和淋巴结中的淋巴滤泡缺乏生发中心[8],提示 IRF4 蛋白参与生发中心的形成。IRF4 蛋白可诱导染色质蛋白阳性辅激活因子 4 以促进前 B 细胞存活[9]。此外,在 GCB 细胞中没有检测到 IRF4 蛋白,说明 IRF4 蛋白不参与维持生发中心,而只是早期 GCB 细胞生长所必需的[7]。
1.2 IRF4 参与前 B 细胞的 CSR
低水平 IRF4 蛋白促进前 B 细胞的 CSR。在促进 CSR 的条件下发现 IRF4 蛋白的上调,这表明 IRF4 蛋白可能参与这一过程[1]。后来有研究发现低水平 IRF4 蛋白可和其他因子共同在免疫球蛋白重链(immunoglobulin heavy chain, IgH)基因位点的关键序列上参与招募活化诱导的胞苷脱氨酶(activation-induced cytidine deaminase, AID),并可以暂时分离两条 DNA 链,为 AID 提供其单链 DNA 底物,进而改变 IgH 表达的恒定区域,最终导致 CSR 的发生[10]。Irf4 基因敲除的小鼠在脾脏和淋巴结中积累大量未成熟的 B 细胞,这些 B 细胞被发现无法诱导 CSR 的关键酶 AID 表达[1]。
1.3 IRF4 参与 B 细胞的 SHM
在生发中心阶段,低水平的 IRF4 蛋白参加成熟 B 细胞的 SHM。IRF4 蛋白上调激活诱导 AID 表达,以促进免疫球蛋白基因的突变,从而促进 SHM[1,4]。对比于具有完整 Irf4 等位基因的细胞,Irf4 单倍体的生发中心 B 细胞则表现出高亲和力 B 细胞的生成受损[11]。在生发中心中,B细胞淋巴瘤6蛋白可抑制 IRF4 蛋白表达,使 GCB 细胞经历 SHM 后表达具有高亲和力 BCR[6]。在 SHM 激活的小鼠脾 B 细胞中,IRF4 蛋白及其他转录因子可与 AID IgH 基因座的关键序列上形成复合物,该复合物在 BCR 信号传导后重新分布在 IgH 位点上,并终止 SHM[1]。
1.4 IRF4 促进浆细胞分化
IRF4 蛋白在浆细胞分化过程中起关键作用。IRF4 蛋白调节浆细胞基因转录和线粒体稳态,浆细胞中的 Irf4 基因缺失可诱导细胞凋亡[1]。IRF4 蛋白在活化的 B 细胞中以中等水平表达,在浆细胞中的表达显著增加[6]。IRF4 蛋白促进生发中心中存在高亲和力 BCR 的 B 细胞向浆细胞分化[6]。IRF4 蛋白水平增高可激活 B 淋巴细胞成熟诱导蛋白-1、x-盒结合蛋白 1、信号转导和转录激活因子 3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)信号通路并抑制B细胞淋巴瘤6蛋白的表达,从而启动浆细胞分化程序、维持浆细胞表型及促进浆细胞分泌免疫球蛋白[2, 12]。浆细胞中 IRF4 蛋白还可与其自身的启动子结合以创建正反馈机制,维持 IRF4 蛋白高表达水平,从而维持浆细胞的状态[13]。Irf4 DNA 敲除的转基因小鼠在从未成熟 B 细胞向成熟 B 细胞分化过程中出现分化停滞,因此 Irf4 DNA 敲除的小鼠表现出免疫球蛋白产生和抗体反应的损害[6]。
2 IRF4 的异常参与 B/浆细胞肿瘤的发生发展
2022 年世界卫生组织造血与淋巴组织肿瘤分类中将 B/浆细胞肿瘤分为 33 种,本文将选取世界卫生组织分类中较为常见的与 IRF4 相关的 B/浆细胞肿瘤展开论述。
2.1 IRF4 蛋白表达下调参与 CLL 发生发展
CLL中可出现 Irf4 基因突变或其他原因导致 IRF4 蛋白表达下调,从而参与 CLL 发生发展。一项 460 例 CLL 患者的多中心队列发现 CLL 中 Irf4 L116R 突变率为 0.6%,可诱导髓细胞增生原癌基因(myelocytomatosis oncogene, MYC)激活促进 B 细胞增殖,加速 CLL 的发生发展[14]。一项全基因组单核苷酸多态性关联研究也确定 Irf4 基因是 CLL 的主要易感基因[15]。一项针对动物 B-CLL 病例研究发现 15 例 B-CLL 病例全部不表达 IRF4 蛋白[16]。
IRF4 蛋白下调促进 CLL 肿瘤细胞的免疫逃逸,Irf4 基因敲除会降低 B 细胞的抗原呈递和共刺激而导致免疫逃逸[17]。此外,IRF4 蛋白低表达的 CLL 患者中具有抗肿瘤效应的 T 细胞数量减少,而仅限于树突状细胞 Irf4 基因缺陷的小鼠模型中也报告了 CD4+T 细胞启动缺陷,表明 Irf4 基因缺陷的 CLL 患者中 T 细胞识别 CLL 细胞的功能受损,增强了肿瘤免疫逃逸[17]。此外,IRF4 蛋白下调将影响 NF-κB 信号通路,在正常 B 细胞中,受体信号(例如 BCR)激活 NF-κB 信号通路从而上调 IRF4 蛋白表达,诱导关键免疫细胞反应[8]。CLL 中 IRF4 蛋白的减少提高了 BCR 参与激活的细胞内级联的强度,促进白血病微环境的形成,从而影响 CLL 的发生和进展[15, 18]。Irf4 基因缺失的 CLL 细胞凋亡减少,并且 Irf4 基因缺失的 CLL 细胞中 IRF4 表达重建可抑制其存活[17]。
2.2 IRF4 蛋白表达下调参与 B 细胞-ALL 发生发展
IRF4 蛋白的下调参与 B-ALL 的发生发展。Irf4 作为 B 细胞急性淋巴细胞白血病的抑癌基因,研究发现 Irf4 启动子甲基化可能导致其在 B-ALL 细胞中的表达普遍下调[8]。通过形成染色质环,Irf4 内含子的突变体可以拉近与 Irf4 启动子的距离并与其结合,进而下调 NF-κB 信号通路并抑制 Irf4 基因转录[19]。
有研究表明,仅仅是 Irf4 基因敲除的小鼠不会形成 B-ALL,但在 Irf4 基因敲除的具有 Bcr/Abl 融合基因的 B-ALL 小鼠模型中,IRF4 蛋白的缺乏可与 Bcr/Abl 癌基因合作,有助于诱导前 B 细胞 ALL 的形成,促进小鼠模型中白血病的生成[2, 6]。IRF4 蛋白水平增高可负调节 B 淋巴细胞中细胞周期进程并防止 BCR/ABL 融合蛋白介导的白血病发生[2]。在 BCR-ABL 酪氨酸激酶抑制剂治疗期间,具有 Bcr/Abl 癌基因的原始细胞中 IRF4 蛋白上调[6]。
2.3 IRF4 蛋白表达上调参与 DLBCL 发生发展
IRF4 蛋白的高表达促进活化 B 细胞来源(activated B-cell, ABC)的弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma, DLBCL)细胞的存活,促进 ABC-DLBCL 的发生发展。值得注意的是,有研究发现 DLBCL 病例中有 24%携带 Irf4 DNA 易位改变[20]。
在 DLBCL 调控网络中,NF-κB 是 IRF4 蛋白的关键上游信号分子之一,IRF4 蛋白的高表达可以反馈激活 NF-κB 信号通路[8]。在 ABC-DLBCL 中,IRF4 蛋白高表达可以直接上调 NF-κB 信号;还可与半胱天冬酶募集结构域11相互作用介导抑制性κB 蛋白激酶(inhibitory κB kinase, IKK)的磷酸化,激活 NF-κB 信号通路而维持 ABC-DLBCL 细胞存活[8]。高表达的 IRF4 还与 JMJD3 形成一个独特的正调节环,以激活 NF-κB,该 IRF4-JMJD3-NF-κB 环增加了 IRF4 的表达,并促进了 DLBCL 肿瘤细胞的存活[21]。IRF4 蛋白在 DLBCL 中的高表达一方面可以抑制效应 T 细胞的功能,另一方面增加了免疫抑制细胞 Treg 的比例,从而促进了癌细胞的免疫逃逸[22]。有临床试验发现,来那度胺通过下调 IRF4 蛋白的表达减少 BCR 依赖性 NF-κB 信号通路的活化,进而抑制 ABC-DLBCL 细胞增殖[23]。
2.4 IRF4 高表达参与 LBCL-IRF4 发生发展
世界卫生组织对淋巴瘤分类进行修订时将具有 Irf4 重排的大 B 细胞淋巴瘤(LBCL-IRF4)单独分类。LBCL-IRF4 是一种罕见的实体肿瘤,主要见于儿童和年轻人,通常出现在Waldeyer 环或头颈部区域,镜下组织结构呈滤泡和/或弥漫性生长[20]。LBCL-IRF4 病例通常具有 Irf4 基因和免疫球蛋白基因重排,并与良好的预后相关[24-25]。在一项 21 例 LBCL-IRF4 患者的研究中,发现 5 年总生存期为 100%,5 年无进展生存期也为 100%[18]。
2.5 IRF4 高表达参与 HL 发生发展
IRF4 蛋白的高表达参与霍奇金淋巴瘤(hodgkin lymphoma, HL)发生发展。IRF4 蛋白在 HL 细胞中高水平表达,研究发现在用细胞毒性药物治疗 HL 细胞株可降低 IRF4 蛋白的表达,说明 IRF4 蛋白对 HL 细胞系的生长至关重要[2]。在 HL 中发现,高表达的 IRF4 蛋白抑制 STAT3 蛋白表达,从而影响 EBV 阳性的 HL 的发生发展[26]。NF-κB 信号通路与 IRF4 蛋白的相互作用也在 HL 的发病机制中起重要作用[27]。
2.6 IRF4 高表达参与 Burkitt 淋巴瘤发生发展
IRF4 蛋白的高表达参与 Burkitt 淋巴瘤(burkitt lymphoma, BL)的发生发展。有研究发现在 88 例 BL 中,42%有 IRF4 蛋白表达阳性,且 IRF4 蛋白表达阳性的 BL 预后更差[28]。在 BL 细胞中,IRF4 蛋白可直接激活 EBV 启动子,也可通过调节B淋巴细胞成熟诱导蛋白1诱导 EBV 裂解基因表达,还可影响 BCR 介导的 EBV 再激活,IRF4 蛋白通过以上途径促进 EBV 的裂解再激活,进而参与 BL 发生发展[29]。此外,IRF4 蛋白还可参与其他途径,包括促进血管生成、免疫调节和免疫逃逸,诱导基因组不稳定以及细胞周期调节及凋亡[30],并进一步促进 BL 发生发展。
2.7 IRF4 异常参与 WM 发生发展
IRF4 蛋白表达的失调参与华氏巨球蛋白血症(waldenstrom macroglobulinemia, WM)的发生发展。Myd88 突变诱导 WM 中 NF-κB 的激活[31],因此 IRF4 蛋白与 NF-κB 信号通路的相互作用可能参与 WM 的发生。在 WM 中,Myd88 突变使 STAT3 磷酸化,促进 IRF4 蛋白表达的上调并促进肿瘤细胞的存活[32]。免疫调节剂与脑啡肽结合,并触发低羟脑苷脂(cerebron, CRBN)靶点的变化,最终导致 WM 中的 IRF4 蛋白表达[33]。IRF4 蛋白高表达可能成为 WM 对免疫调节药物产生耐药的原因。
2.8 IRF4 异常参与 MM 发生发展
Irf4 基因的激活突变或易位可引起 IRF4 蛋白表达量在 MM 细胞中高度增加,与 MM 细胞的存活密切相关[6]。
IRF4 蛋白可下调促凋亡相关基因,从而延长 MM 细胞的存活时间。在 MM 中,Irf4 基因并没有发生改变,但 IRF4 蛋白在 MM 调控网络中明显异常,因此 Irf4 基因的异常功能可能是 MM 细胞存活所必需的[2]。IRF4 蛋白也能直接抑制 BCL-2 修饰因子和 BCL-2 相互作用介质的表达,抑制 MM 细胞凋亡,从而促进 MM 细胞的存活[33]。不伴 13q 缺失的 MM 中约 20%的病例携带 t(6;14)(p25;q32)染色体易位,该基因易位促进 IRF4 mRNA 表达,降低 MM 患者生存率[6]。
IRF4 蛋白通过调节其他转录因子及信号通路促进 MM 的发生发展。在 MM 中,MYC 与 IRF4 蛋白形成正向调节环[8]。MM 中基因异常,如 Tp53 突变、Kras 突变、t(4;14)、t(14;16)等,这些改变导致 MYC 高表达,使得 IRF4 蛋白高表达并促进 MM 发生发展[2, 34]。研究发现 IRF4 蛋白和 NF-κB 信号通路结合后调节 Myc 基因[21],促进 MM 发生发展。IRF4 蛋白表达与 MM 细胞的耐药性相关,因此免疫调节药物可以通过下调 Irf4 基因表达从而发挥抗肿瘤活性[32]。
2.9 IRF4 异常参与其它类型 B 细胞淋巴瘤发生发展
IRF4 蛋白的异常参与其他 B 淋巴细胞淋巴瘤的发生发展。IRF4 蛋白在其他成熟 B 细胞肿瘤中发现过表达,但相关参考文献较少,见表1[1, 2, 5-6, 8, 14-27, 29-35]。

3 IRF4 蛋白可作为 B/浆细胞肿瘤治疗靶点
Irf4 基因或蛋白的异常参与多种 B/浆细胞肿瘤的发生发展(表1)。Irf4 基因突变及蛋白异常与 B/浆细胞肿瘤预后相关,因此 IRF4 可能成为 B/浆细胞肿瘤的新治疗靶点。IRF4 蛋白表达可以通过靶向 IRF4 上游的机制来调节(图1)。例如,在 DLBCL 中,布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂及 IKK 抑制剂抑制 IRF4 蛋白的上游 NF-κB 途径可能是一种降低 IRF4 蛋白表达的方法[36]。IRF4 蛋白是 DLBCL 的免疫治疗靶点和潜在的预后标志物。在 DLBCL 中抑制 IRF4 蛋白在肿瘤细胞中的表达,可以达到治疗 DLBCL 的效果[30]。在 ABC-DLBCL 中,泛素特异性蛋白酶 7 的抑制剂可通过抑制 BCR 信号通路中 IRF4 蛋白的表达,从而促进 ABC-DLBCL 细胞的死亡[37]。在 MM 治疗中,免疫调节药物治疗可通过非选择性抑制 IKK 影响 NF-κB 信号通路的激活,下调 IRF4 表达从而发挥抗肿瘤活性[23]。也有研究显示了靶向 MM 细胞 Irf4 的反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide, ASO)治疗的有效性,Irf4 ASO 单药治疗会损害动物骨髓瘤细胞存活并降低 IRF4 表达,从而提高动物存活率[38]。Irf4 的 ASO使用,这是开发下一代新型 IRF4 疗法的可行选择[38]。在 MM 中,Irf4 ASO 可降低骨髓瘤细胞 IRF4 表达从而影响肿瘤细胞存活。此外,Irf4 ASO 可根除骨髓瘤祖细胞和恶性浆细胞,IRF4 抑制剂破坏细胞周期进程,促进对骨髓瘤药物的敏感性[38]。这些发现将使 IRF4 有望成为 B/浆细胞肿瘤的治疗新靶点,因此,靶向抑制 IRF4 可作为多种 B/浆细胞肿瘤的潜在治疗方式。

a. MM 细胞中 IRF4 参与的信号通路;b. DLBCL 细胞中 IRF4 参与的信号通路。IRF4:干扰素调节因子 4;Myeloma cell:骨髓瘤细胞;BCR:B细胞受体;ASO:反义寡核苷酸;NF-κB:核因子κB;STAT3:信号转导和转录激活因子3;MYC:髓细胞增生原癌基因;BIM:BCL-2相互作用介质;BMF:BCL-2修饰因子;Nucleus:细胞核;DLBCL cell:弥漫大 B 细胞淋巴瘤细胞;MYD88:髓系分化因子 88;TLR:Toll 样受体;MALT1:黏膜相关淋巴样组织淋巴瘤易位蛋白 1;CARD11:半胱天冬酶募集结构域11;CD40:白细胞分化抗原40;Lenalidomide:来那度胺;Bortezomib:硼替佐米;→:表示促进;⇢ :表示抑制
4 小结
IRF4 蛋白可调节 B/浆细胞分化成熟过程中的多种转录程序,并且根据其表达水平和细胞的分化阶段发挥不同作用。IRF4 蛋白作为一种重要的转录因子,调节细胞中特有的基本转录程序,在肿瘤免疫中发挥重要作用。Irf4 基因异常与许多 B/浆细胞恶性肿瘤直接相关,靶向该因子是破坏 B/浆细胞恶性肿瘤关键致癌机制的可行途径。
鉴于 IRF4 蛋白表达的调节具有在 B/浆细胞肿瘤条件下进行治疗干预的潜力,提高对特定疾病中开启或关闭 IRF4 蛋白的表达和激活将是开发新疗法的关键。深入了解 IRF4 蛋白的精确调节程序和分子机制将不仅有助于疾病治疗,而且有助于全面了解调节网络和细胞行为。尽管目前市场上没有明确针对 IRF4 的药物,但有研究正在开发新的靶向 IRF4 策略,选择性 IRF4 抑制剂的临床开发成为可能。
利益冲突:所有作者声明不存在利益冲突。
干扰素调节因子 4(interferon regulatory factor 4, IRF4)仅表达于免疫细胞中,包括 B 细胞、T 细胞、树突状细胞及巨噬细胞[1]。IRF4 蛋白是一种在 B 细胞生长过程中发挥关键作用的转录因子,在 B 细胞生长的各个阶段表达,是控制生发中心 B 细胞程序、免疫球蛋白类别转换重组(class switch recombination, CSR)、调节体细胞超突变(somatic hypermutation, SHM)、决定 B 细胞命运及浆细胞分化的重要调节因子[2]。Irf4 基因异常表达可以通过染色体异常(例如染色体易位和扩增)引起,基因突变可引起 IRF4 蛋白功能改变,导致 NF-κB 信号通路和/或 Irf4 基因的激活,从而诱导并增强致癌转录程序。IRF4 蛋白通过调控多种信号转导通路和多种转录因子的表达,参与多种 B/浆细胞肿瘤如急性或慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia, CLL)、淋巴瘤、多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)等的发生发展。目前有研究表明 Irf4 基因的下调促进白血病的发生发展,而在淋巴瘤中发现 IRF4 蛋白高表达[1],因此 IRF4 有望成为 B/浆细胞肿瘤治疗的新靶点。本文将对 IRF4 蛋白调节 B/浆细胞分化成熟的机制及功能、IRF4 异常在 B/浆细胞肿瘤中的发生机制、IRF4 作为 B/浆细胞肿瘤治疗靶点的研究进行综述。
1 IRF4 参与B/浆细胞的生长分化过程
IRF4 蛋白在 B/浆细胞的生长分化中起重要作用。IRF4 蛋白水平的动态调节决定 B 细胞及浆细胞生长分化过程[1]。Ifr4 敲除小鼠的活化 B 细胞和浆细胞数量明显减少,血清免疫球蛋白水平下降[3]。IRF4 蛋白是生发中心 B(germinal center B, GCB)细胞生成所必需的,其表达水平的升高可诱导 GCB 细胞的产生,并在 B 细胞进入生发中心程序后下调[2]。经历 CSR 及 SHM 后的 B 细胞抗原亲和力增加,并增加 B 细胞受体(B cell receptor, BCR)参与激活的细胞内级联的强度,从而引起 IRF4 蛋白水平的升高,并促进浆细胞的产生[4]。
1.1 IRF4 参与早期 B 细胞的生长及生发中心形成
IRF4 蛋白参与早期 B 细胞的生长,包括前 B 细胞及 GCB 细胞。在前 B 细胞阶段,转录因子 IRF4 和 IRF8 通过协调其他因子参与前 BCR的下调、细胞周期退出、轻链的表达和大前 B 细胞向小 B 细胞的转化[5]。在前 B 细胞中,IRF4 蛋白控制免疫球蛋白位点的顺序重排,以产生功能性 BCR,抑制前 B 细胞增殖;此外,IRF4 蛋白参与的混合信号网络贯穿了生发中心形成和亲和力成熟的调节[6]。Irf4 和 Irf8 基因缺陷的小鼠中的前 B 细胞生长完全受阻,无法调节前 BCR,提示 IRF4 蛋白可以调节前 B 细胞的生长[1, 7]。在 Irf4 基因缺陷的小鼠中外周 B 细胞成熟出现障碍,同时脾脏和淋巴结中的淋巴滤泡缺乏生发中心[8],提示 IRF4 蛋白参与生发中心的形成。IRF4 蛋白可诱导染色质蛋白阳性辅激活因子 4 以促进前 B 细胞存活[9]。此外,在 GCB 细胞中没有检测到 IRF4 蛋白,说明 IRF4 蛋白不参与维持生发中心,而只是早期 GCB 细胞生长所必需的[7]。
1.2 IRF4 参与前 B 细胞的 CSR
低水平 IRF4 蛋白促进前 B 细胞的 CSR。在促进 CSR 的条件下发现 IRF4 蛋白的上调,这表明 IRF4 蛋白可能参与这一过程[1]。后来有研究发现低水平 IRF4 蛋白可和其他因子共同在免疫球蛋白重链(immunoglobulin heavy chain, IgH)基因位点的关键序列上参与招募活化诱导的胞苷脱氨酶(activation-induced cytidine deaminase, AID),并可以暂时分离两条 DNA 链,为 AID 提供其单链 DNA 底物,进而改变 IgH 表达的恒定区域,最终导致 CSR 的发生[10]。Irf4 基因敲除的小鼠在脾脏和淋巴结中积累大量未成熟的 B 细胞,这些 B 细胞被发现无法诱导 CSR 的关键酶 AID 表达[1]。
1.3 IRF4 参与 B 细胞的 SHM
在生发中心阶段,低水平的 IRF4 蛋白参加成熟 B 细胞的 SHM。IRF4 蛋白上调激活诱导 AID 表达,以促进免疫球蛋白基因的突变,从而促进 SHM[1,4]。对比于具有完整 Irf4 等位基因的细胞,Irf4 单倍体的生发中心 B 细胞则表现出高亲和力 B 细胞的生成受损[11]。在生发中心中,B细胞淋巴瘤6蛋白可抑制 IRF4 蛋白表达,使 GCB 细胞经历 SHM 后表达具有高亲和力 BCR[6]。在 SHM 激活的小鼠脾 B 细胞中,IRF4 蛋白及其他转录因子可与 AID IgH 基因座的关键序列上形成复合物,该复合物在 BCR 信号传导后重新分布在 IgH 位点上,并终止 SHM[1]。
1.4 IRF4 促进浆细胞分化
IRF4 蛋白在浆细胞分化过程中起关键作用。IRF4 蛋白调节浆细胞基因转录和线粒体稳态,浆细胞中的 Irf4 基因缺失可诱导细胞凋亡[1]。IRF4 蛋白在活化的 B 细胞中以中等水平表达,在浆细胞中的表达显著增加[6]。IRF4 蛋白促进生发中心中存在高亲和力 BCR 的 B 细胞向浆细胞分化[6]。IRF4 蛋白水平增高可激活 B 淋巴细胞成熟诱导蛋白-1、x-盒结合蛋白 1、信号转导和转录激活因子 3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)信号通路并抑制B细胞淋巴瘤6蛋白的表达,从而启动浆细胞分化程序、维持浆细胞表型及促进浆细胞分泌免疫球蛋白[2, 12]。浆细胞中 IRF4 蛋白还可与其自身的启动子结合以创建正反馈机制,维持 IRF4 蛋白高表达水平,从而维持浆细胞的状态[13]。Irf4 DNA 敲除的转基因小鼠在从未成熟 B 细胞向成熟 B 细胞分化过程中出现分化停滞,因此 Irf4 DNA 敲除的小鼠表现出免疫球蛋白产生和抗体反应的损害[6]。
2 IRF4 的异常参与 B/浆细胞肿瘤的发生发展
2022 年世界卫生组织造血与淋巴组织肿瘤分类中将 B/浆细胞肿瘤分为 33 种,本文将选取世界卫生组织分类中较为常见的与 IRF4 相关的 B/浆细胞肿瘤展开论述。
2.1 IRF4 蛋白表达下调参与 CLL 发生发展
CLL中可出现 Irf4 基因突变或其他原因导致 IRF4 蛋白表达下调,从而参与 CLL 发生发展。一项 460 例 CLL 患者的多中心队列发现 CLL 中 Irf4 L116R 突变率为 0.6%,可诱导髓细胞增生原癌基因(myelocytomatosis oncogene, MYC)激活促进 B 细胞增殖,加速 CLL 的发生发展[14]。一项全基因组单核苷酸多态性关联研究也确定 Irf4 基因是 CLL 的主要易感基因[15]。一项针对动物 B-CLL 病例研究发现 15 例 B-CLL 病例全部不表达 IRF4 蛋白[16]。
IRF4 蛋白下调促进 CLL 肿瘤细胞的免疫逃逸,Irf4 基因敲除会降低 B 细胞的抗原呈递和共刺激而导致免疫逃逸[17]。此外,IRF4 蛋白低表达的 CLL 患者中具有抗肿瘤效应的 T 细胞数量减少,而仅限于树突状细胞 Irf4 基因缺陷的小鼠模型中也报告了 CD4+T 细胞启动缺陷,表明 Irf4 基因缺陷的 CLL 患者中 T 细胞识别 CLL 细胞的功能受损,增强了肿瘤免疫逃逸[17]。此外,IRF4 蛋白下调将影响 NF-κB 信号通路,在正常 B 细胞中,受体信号(例如 BCR)激活 NF-κB 信号通路从而上调 IRF4 蛋白表达,诱导关键免疫细胞反应[8]。CLL 中 IRF4 蛋白的减少提高了 BCR 参与激活的细胞内级联的强度,促进白血病微环境的形成,从而影响 CLL 的发生和进展[15, 18]。Irf4 基因缺失的 CLL 细胞凋亡减少,并且 Irf4 基因缺失的 CLL 细胞中 IRF4 表达重建可抑制其存活[17]。
2.2 IRF4 蛋白表达下调参与 B 细胞-ALL 发生发展
IRF4 蛋白的下调参与 B-ALL 的发生发展。Irf4 作为 B 细胞急性淋巴细胞白血病的抑癌基因,研究发现 Irf4 启动子甲基化可能导致其在 B-ALL 细胞中的表达普遍下调[8]。通过形成染色质环,Irf4 内含子的突变体可以拉近与 Irf4 启动子的距离并与其结合,进而下调 NF-κB 信号通路并抑制 Irf4 基因转录[19]。
有研究表明,仅仅是 Irf4 基因敲除的小鼠不会形成 B-ALL,但在 Irf4 基因敲除的具有 Bcr/Abl 融合基因的 B-ALL 小鼠模型中,IRF4 蛋白的缺乏可与 Bcr/Abl 癌基因合作,有助于诱导前 B 细胞 ALL 的形成,促进小鼠模型中白血病的生成[2, 6]。IRF4 蛋白水平增高可负调节 B 淋巴细胞中细胞周期进程并防止 BCR/ABL 融合蛋白介导的白血病发生[2]。在 BCR-ABL 酪氨酸激酶抑制剂治疗期间,具有 Bcr/Abl 癌基因的原始细胞中 IRF4 蛋白上调[6]。
2.3 IRF4 蛋白表达上调参与 DLBCL 发生发展
IRF4 蛋白的高表达促进活化 B 细胞来源(activated B-cell, ABC)的弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma, DLBCL)细胞的存活,促进 ABC-DLBCL 的发生发展。值得注意的是,有研究发现 DLBCL 病例中有 24%携带 Irf4 DNA 易位改变[20]。
在 DLBCL 调控网络中,NF-κB 是 IRF4 蛋白的关键上游信号分子之一,IRF4 蛋白的高表达可以反馈激活 NF-κB 信号通路[8]。在 ABC-DLBCL 中,IRF4 蛋白高表达可以直接上调 NF-κB 信号;还可与半胱天冬酶募集结构域11相互作用介导抑制性κB 蛋白激酶(inhibitory κB kinase, IKK)的磷酸化,激活 NF-κB 信号通路而维持 ABC-DLBCL 细胞存活[8]。高表达的 IRF4 还与 JMJD3 形成一个独特的正调节环,以激活 NF-κB,该 IRF4-JMJD3-NF-κB 环增加了 IRF4 的表达,并促进了 DLBCL 肿瘤细胞的存活[21]。IRF4 蛋白在 DLBCL 中的高表达一方面可以抑制效应 T 细胞的功能,另一方面增加了免疫抑制细胞 Treg 的比例,从而促进了癌细胞的免疫逃逸[22]。有临床试验发现,来那度胺通过下调 IRF4 蛋白的表达减少 BCR 依赖性 NF-κB 信号通路的活化,进而抑制 ABC-DLBCL 细胞增殖[23]。
2.4 IRF4 高表达参与 LBCL-IRF4 发生发展
世界卫生组织对淋巴瘤分类进行修订时将具有 Irf4 重排的大 B 细胞淋巴瘤(LBCL-IRF4)单独分类。LBCL-IRF4 是一种罕见的实体肿瘤,主要见于儿童和年轻人,通常出现在Waldeyer 环或头颈部区域,镜下组织结构呈滤泡和/或弥漫性生长[20]。LBCL-IRF4 病例通常具有 Irf4 基因和免疫球蛋白基因重排,并与良好的预后相关[24-25]。在一项 21 例 LBCL-IRF4 患者的研究中,发现 5 年总生存期为 100%,5 年无进展生存期也为 100%[18]。
2.5 IRF4 高表达参与 HL 发生发展
IRF4 蛋白的高表达参与霍奇金淋巴瘤(hodgkin lymphoma, HL)发生发展。IRF4 蛋白在 HL 细胞中高水平表达,研究发现在用细胞毒性药物治疗 HL 细胞株可降低 IRF4 蛋白的表达,说明 IRF4 蛋白对 HL 细胞系的生长至关重要[2]。在 HL 中发现,高表达的 IRF4 蛋白抑制 STAT3 蛋白表达,从而影响 EBV 阳性的 HL 的发生发展[26]。NF-κB 信号通路与 IRF4 蛋白的相互作用也在 HL 的发病机制中起重要作用[27]。
2.6 IRF4 高表达参与 Burkitt 淋巴瘤发生发展
IRF4 蛋白的高表达参与 Burkitt 淋巴瘤(burkitt lymphoma, BL)的发生发展。有研究发现在 88 例 BL 中,42%有 IRF4 蛋白表达阳性,且 IRF4 蛋白表达阳性的 BL 预后更差[28]。在 BL 细胞中,IRF4 蛋白可直接激活 EBV 启动子,也可通过调节B淋巴细胞成熟诱导蛋白1诱导 EBV 裂解基因表达,还可影响 BCR 介导的 EBV 再激活,IRF4 蛋白通过以上途径促进 EBV 的裂解再激活,进而参与 BL 发生发展[29]。此外,IRF4 蛋白还可参与其他途径,包括促进血管生成、免疫调节和免疫逃逸,诱导基因组不稳定以及细胞周期调节及凋亡[30],并进一步促进 BL 发生发展。
2.7 IRF4 异常参与 WM 发生发展
IRF4 蛋白表达的失调参与华氏巨球蛋白血症(waldenstrom macroglobulinemia, WM)的发生发展。Myd88 突变诱导 WM 中 NF-κB 的激活[31],因此 IRF4 蛋白与 NF-κB 信号通路的相互作用可能参与 WM 的发生。在 WM 中,Myd88 突变使 STAT3 磷酸化,促进 IRF4 蛋白表达的上调并促进肿瘤细胞的存活[32]。免疫调节剂与脑啡肽结合,并触发低羟脑苷脂(cerebron, CRBN)靶点的变化,最终导致 WM 中的 IRF4 蛋白表达[33]。IRF4 蛋白高表达可能成为 WM 对免疫调节药物产生耐药的原因。
2.8 IRF4 异常参与 MM 发生发展
Irf4 基因的激活突变或易位可引起 IRF4 蛋白表达量在 MM 细胞中高度增加,与 MM 细胞的存活密切相关[6]。
IRF4 蛋白可下调促凋亡相关基因,从而延长 MM 细胞的存活时间。在 MM 中,Irf4 基因并没有发生改变,但 IRF4 蛋白在 MM 调控网络中明显异常,因此 Irf4 基因的异常功能可能是 MM 细胞存活所必需的[2]。IRF4 蛋白也能直接抑制 BCL-2 修饰因子和 BCL-2 相互作用介质的表达,抑制 MM 细胞凋亡,从而促进 MM 细胞的存活[33]。不伴 13q 缺失的 MM 中约 20%的病例携带 t(6;14)(p25;q32)染色体易位,该基因易位促进 IRF4 mRNA 表达,降低 MM 患者生存率[6]。
IRF4 蛋白通过调节其他转录因子及信号通路促进 MM 的发生发展。在 MM 中,MYC 与 IRF4 蛋白形成正向调节环[8]。MM 中基因异常,如 Tp53 突变、Kras 突变、t(4;14)、t(14;16)等,这些改变导致 MYC 高表达,使得 IRF4 蛋白高表达并促进 MM 发生发展[2, 34]。研究发现 IRF4 蛋白和 NF-κB 信号通路结合后调节 Myc 基因[21],促进 MM 发生发展。IRF4 蛋白表达与 MM 细胞的耐药性相关,因此免疫调节药物可以通过下调 Irf4 基因表达从而发挥抗肿瘤活性[32]。
2.9 IRF4 异常参与其它类型 B 细胞淋巴瘤发生发展
IRF4 蛋白的异常参与其他 B 淋巴细胞淋巴瘤的发生发展。IRF4 蛋白在其他成熟 B 细胞肿瘤中发现过表达,但相关参考文献较少,见表1[1, 2, 5-6, 8, 14-27, 29-35]。

3 IRF4 蛋白可作为 B/浆细胞肿瘤治疗靶点
Irf4 基因或蛋白的异常参与多种 B/浆细胞肿瘤的发生发展(表1)。Irf4 基因突变及蛋白异常与 B/浆细胞肿瘤预后相关,因此 IRF4 可能成为 B/浆细胞肿瘤的新治疗靶点。IRF4 蛋白表达可以通过靶向 IRF4 上游的机制来调节(图1)。例如,在 DLBCL 中,布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂及 IKK 抑制剂抑制 IRF4 蛋白的上游 NF-κB 途径可能是一种降低 IRF4 蛋白表达的方法[36]。IRF4 蛋白是 DLBCL 的免疫治疗靶点和潜在的预后标志物。在 DLBCL 中抑制 IRF4 蛋白在肿瘤细胞中的表达,可以达到治疗 DLBCL 的效果[30]。在 ABC-DLBCL 中,泛素特异性蛋白酶 7 的抑制剂可通过抑制 BCR 信号通路中 IRF4 蛋白的表达,从而促进 ABC-DLBCL 细胞的死亡[37]。在 MM 治疗中,免疫调节药物治疗可通过非选择性抑制 IKK 影响 NF-κB 信号通路的激活,下调 IRF4 表达从而发挥抗肿瘤活性[23]。也有研究显示了靶向 MM 细胞 Irf4 的反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide, ASO)治疗的有效性,Irf4 ASO 单药治疗会损害动物骨髓瘤细胞存活并降低 IRF4 表达,从而提高动物存活率[38]。Irf4 的 ASO使用,这是开发下一代新型 IRF4 疗法的可行选择[38]。在 MM 中,Irf4 ASO 可降低骨髓瘤细胞 IRF4 表达从而影响肿瘤细胞存活。此外,Irf4 ASO 可根除骨髓瘤祖细胞和恶性浆细胞,IRF4 抑制剂破坏细胞周期进程,促进对骨髓瘤药物的敏感性[38]。这些发现将使 IRF4 有望成为 B/浆细胞肿瘤的治疗新靶点,因此,靶向抑制 IRF4 可作为多种 B/浆细胞肿瘤的潜在治疗方式。

a. MM 细胞中 IRF4 参与的信号通路;b. DLBCL 细胞中 IRF4 参与的信号通路。IRF4:干扰素调节因子 4;Myeloma cell:骨髓瘤细胞;BCR:B细胞受体;ASO:反义寡核苷酸;NF-κB:核因子κB;STAT3:信号转导和转录激活因子3;MYC:髓细胞增生原癌基因;BIM:BCL-2相互作用介质;BMF:BCL-2修饰因子;Nucleus:细胞核;DLBCL cell:弥漫大 B 细胞淋巴瘤细胞;MYD88:髓系分化因子 88;TLR:Toll 样受体;MALT1:黏膜相关淋巴样组织淋巴瘤易位蛋白 1;CARD11:半胱天冬酶募集结构域11;CD40:白细胞分化抗原40;Lenalidomide:来那度胺;Bortezomib:硼替佐米;→:表示促进;⇢ :表示抑制
4 小结
IRF4 蛋白可调节 B/浆细胞分化成熟过程中的多种转录程序,并且根据其表达水平和细胞的分化阶段发挥不同作用。IRF4 蛋白作为一种重要的转录因子,调节细胞中特有的基本转录程序,在肿瘤免疫中发挥重要作用。Irf4 基因异常与许多 B/浆细胞恶性肿瘤直接相关,靶向该因子是破坏 B/浆细胞恶性肿瘤关键致癌机制的可行途径。
鉴于 IRF4 蛋白表达的调节具有在 B/浆细胞肿瘤条件下进行治疗干预的潜力,提高对特定疾病中开启或关闭 IRF4 蛋白的表达和激活将是开发新疗法的关键。深入了解 IRF4 蛋白的精确调节程序和分子机制将不仅有助于疾病治疗,而且有助于全面了解调节网络和细胞行为。尽管目前市场上没有明确针对 IRF4 的药物,但有研究正在开发新的靶向 IRF4 策略,选择性 IRF4 抑制剂的临床开发成为可能。
利益冲突:所有作者声明不存在利益冲突。