屈朋歡， 史建紅

（1. 河北大學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生事業(yè)管理系，河北 保定 071000；2. 河北大學(xué)附屬醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071000）

·綜 述·

Y-box結(jié)合蛋白1在腫瘤發(fā)生與治療中的研究進(jìn)展

屈朋歡1， 史建紅2

（1. 河北大學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生事業(yè)管理系，河北 保定 071000；2. 河北大學(xué)附屬醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071000）

Y-box結(jié)合蛋白1（YB-1）屬于冷休克蛋白家族，是一種多功能蛋白。YB-1參與一系列DNA/RNA依賴的事件，如DNA的修復(fù)、mRNA選擇性剪接、mRNA穩(wěn)定性和翻譯的調(diào)節(jié)。YB-1在細(xì)胞增殖、分化、應(yīng)激反應(yīng)和惡性細(xì)胞的轉(zhuǎn)化等過程中發(fā)揮重要的生物學(xué)功能。YB-1在各種類型的腫瘤組織中過表達(dá)，在腫瘤的發(fā)生和耐藥性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。現(xiàn)在，以YB-1為靶點(diǎn)治療腫瘤已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。

YB-1；增殖；侵襲與轉(zhuǎn)移；抗凋亡與多藥耐藥；腫瘤治療

Y-box結(jié)合蛋白1（YB-1）是廣泛存在于生物中的蛋白質(zhì)家族，是一種高度保守的順式作用元件[1]。YB-1是一種多功能蛋白，在分子水平上，參與DNA的修復(fù)、mRNA轉(zhuǎn)錄和剪接、調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性和翻譯等生物學(xué)過程；在細(xì)胞水平，YB-1在細(xì)胞增殖與分化、細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)和腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)化上起重要作用[2]。研究[3]表明，YB-1主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，當(dāng)有抗癌劑、紫外線等環(huán)境刺激時，轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)，且在腫瘤細(xì)胞核內(nèi)異常聚集。YB-1作為惡性腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和腫瘤細(xì)胞侵襲的標(biāo)志，已經(jīng)成為有潛力的癌癥靶分子。

1 YB-1的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能

YB-1是DNA和RNA結(jié)合蛋白家族的成員之一，是一種高度保守的順式作用元件。YB-1基因位于染色體1p34（25，26），跨越19 Kb染色體DNA，并包含8個外顯子[4]。YB-1蛋白包括氨基酸N末端（A/P domain）、親水結(jié)構(gòu)域C末端（CTD）和冷休克結(jié)構(gòu)域（cold shock domain，CSD）3個結(jié)構(gòu)域[5]，冷休克結(jié)構(gòu)域超過90%，N末端、C末端的結(jié)構(gòu)域是雜亂無序的，沒有完整的三維空間結(jié)構(gòu)。YB-1的結(jié)構(gòu)決定它是一種多功能蛋白，YB-1不僅與DNA有很高結(jié)合力，也與順鉑修飾的DNA和RNA有較高的結(jié)合力，使其起到轉(zhuǎn)錄和有效的DNA修復(fù)作用。YB-1還可以與mRNA相互作用形成復(fù)合體，參與其編碼蛋白質(zhì)的翻譯、維持mRNA穩(wěn)定性、mRNA的選擇性剪切。

2 YB-1與腫瘤發(fā)生的關(guān)系

2.1 YB-1促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖

腫瘤細(xì)胞失去正常細(xì)胞所具有的控制細(xì)胞分裂增殖的機(jī)制是腫瘤細(xì)胞惡性增殖的原因。YB-1蛋白可能作為抑癌基因p53的負(fù)調(diào)節(jié)因子[6]，通過其調(diào)節(jié)作用啟動腫瘤細(xì)胞發(fā)生或促進(jìn)生長。Alastair等[7]對乳腺癌的研究指出，YB-1通過染色質(zhì)重組轉(zhuǎn)換人類乳腺癌上皮細(xì)胞，導(dǎo)致基細(xì)胞樣乳腺癌的發(fā)展。持續(xù)YB-1表達(dá)的上調(diào)導(dǎo)致完全轉(zhuǎn)變和腫瘤啟動。

Jurchott等[8]在YB-1過表達(dá)的細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)，Cyclin A、Cyclin B1的水平均較正常細(xì)胞表達(dá)增高。Masanori等[9]人類非小細(xì)胞肺癌的研究顯示，YB-1促進(jìn)Cyclin D1參與的細(xì)胞周期G1/S的轉(zhuǎn)化過程并轉(zhuǎn)移到核內(nèi)，而且指出由于YB-1的過表達(dá)導(dǎo)致Cyclin D1、CDC6異常表達(dá)聯(lián)合引起致癌作用。YB-1結(jié)合到對維持乳腺癌細(xì)胞生長非常重要的EGFR和HER2的調(diào)節(jié)區(qū)，與EGFR和HER2的表達(dá)有密切聯(lián)系[10]。

Lasham等[11]通過對乳腺癌、結(jié)腸腺癌、肺癌YB-1 siRNA 的研究發(fā)現(xiàn)，YB-1 mRNA 的表達(dá)與轉(zhuǎn)錄因子E2F1靶基因和有結(jié)合E2F1能力的基因表達(dá)有關(guān)，沉默YB-1表達(dá)后，腫瘤細(xì)胞數(shù)量隨著時間延長而逐漸減少。

2.2 YB-1與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移

腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移是腫瘤細(xì)胞與宿主細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)之間相互作用的動態(tài)過程，會導(dǎo)致癌癥復(fù)發(fā)，嚴(yán)重影響腫瘤患者的生存時間。研究[12]證實(shí)，YB-1不僅參與惡性腫瘤的增殖，而且促進(jìn)隨后的轉(zhuǎn)移，抑制YB-1的表達(dá)，細(xì)胞的遷移和侵襲能力減弱。

Moiseeva等[13]對乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，YB-1的mRNA水平與無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者呈負(fù)相關(guān)，細(xì)胞外YB-1增加惡性乳腺癌的遷移率。YB-1出現(xiàn)核轉(zhuǎn)移或在近瘤組織的量增加, 預(yù)示著腫瘤細(xì)胞侵襲性增加或發(fā)生了轉(zhuǎn)移[14]。

研究[15]發(fā)現(xiàn)，YB-1和來自CSD的16-氨基酸碎片可以作為生長因子發(fā)揮作用。當(dāng)在培養(yǎng)的細(xì)胞中加入毫微摩爾濃度時，YB-1可以刺激小鼠腎小球系膜細(xì)胞和人腎細(xì)胞增殖和遷移。

YB-1可以通過間質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)刺激侵襲性癌細(xì)胞的獲得，從而引起轉(zhuǎn)移。研究[16]證實(shí)，TGF-β1可以誘YB-1表達(dá)，而且為研究YB-1在EMT過程中的作用，通過在A549細(xì)胞中穩(wěn)定轉(zhuǎn)染YB-1 siRNA觀察E-鈣粘蛋白（上皮細(xì)胞標(biāo)志物）和N-鈣粘蛋白（間葉細(xì)胞標(biāo)志物）的表達(dá)水平，結(jié)果顯示YB-1過表達(dá)降低了E-鈣粘蛋白的水平，增加了N-鈣粘蛋白的水平。在隨后進(jìn)行的愈合試驗(yàn)中顯示，YB-1引起了高水平的細(xì)胞運(yùn)動活性。說明了YB-1引起細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程和細(xì)胞遷移活性。

肝細(xì)胞癌中YB-1有調(diào)節(jié)一系列與細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)的基因表達(dá)，表明YB-1可能有控制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)程的潛力。Zhang等[17]根據(jù)這個線索第一次闡述了PGF2通過EP1/Src/EGFR/p44/42 MAPK/mTOR途徑上調(diào)YB-1的表達(dá)和促進(jìn)HCC細(xì)胞侵襲的機(jī)制，大大加強(qiáng)了癌細(xì)胞的侵襲能力。

在乳腺癌上皮細(xì)胞中，YB-1的過表達(dá)可以誘導(dǎo)Snail1的表達(dá)下調(diào)，而且調(diào)節(jié)隨后的EMT發(fā)展。然而最近研究[18]顯示，在NUGC3胃癌細(xì)胞中YB-1的表達(dá)下調(diào)不會影響EMT基因的表達(dá)。和YB-1相關(guān)的遷移表型與上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化無關(guān)。中等分化與低侵襲性的MKN74胃癌細(xì)胞相比，YB-1 mRNA在低分化的NUGC3胃癌細(xì)胞中有較高的表達(dá)。根據(jù)上述結(jié)果推斷，YB-1可能聯(lián)合其他的生物因子來共同調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的侵襲過程。

2.3 YB-1介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞抗凋亡和耐藥性的產(chǎn)生

腫瘤細(xì)胞是永生性細(xì)胞，腫瘤的發(fā)生與細(xì)胞凋亡異常有關(guān)，機(jī)體化療后產(chǎn)生抗藥性是治療腫瘤疾病的阻礙。

YB-1在腫瘤細(xì)胞抗凋亡中發(fā)揮了一定的作用，一種機(jī)制是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期阻滯和調(diào)節(jié)抗凋亡基因p53的活性，另一種機(jī)制是通過抑制介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的Fas受體通路和抑制編碼細(xì)胞凋亡caspase蛋白酶的CASP7基因來調(diào)控凋亡[2]。

在HER-2過表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞中，YB-1結(jié)合物的抑制導(dǎo)致PTEN/ mTOR/STAT3信號通路的失活，阻止細(xì)胞凋亡[19]。在某些情況下，YB-1在乳腺癌細(xì)胞的增加不僅抑制增殖的mRNAs的翻譯，而且激活調(diào)節(jié)細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化的mRNAs的翻譯[10]。

如果YB-1在腫瘤組織中過量表達(dá)或定位到細(xì)胞核，治療各種類型的癌癥經(jīng)化療后發(fā)生復(fù)發(fā)的可能性比較高。YB-1可保護(hù)干細(xì)胞免受藥物影響的能力，減小腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性，可能是腫瘤復(fù)發(fā)的原因。Hanzawa等[20]發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)中YB-1表達(dá)較高時，彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤的治療效果不好。但是有研究指出，存在于細(xì)胞外基質(zhì)YB-1不會對化療藥物產(chǎn)生耐藥影響[6]。

形成耐藥性的機(jī)制很多，其中一個是ABC家族，尤其是MDR1基因產(chǎn)生的P-糖蛋白。在對乳腺癌的研究中[21]發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)YB-1蛋白能直接參與 MDR1 基因活性的調(diào)節(jié)。Bargou等[22]對人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7耐藥株的研究中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜上耐藥相關(guān)蛋白P-糖蛋白的高表達(dá)總是伴隨YB-1蛋白的核聚集同時出現(xiàn)。

3 以YB-1為靶點(diǎn)的腫瘤治療探索

YB-1在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中的調(diào)節(jié)作用引起了學(xué)者們的關(guān)注，并積極探索以YB-1為靶點(diǎn)的治療方法。

Koll等[23]研究發(fā)現(xiàn)，依賴溶瘤腺病毒（XVir-N-31）的YB-1表現(xiàn)出強(qiáng)的溶瘤活性和誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞產(chǎn)生免疫性的細(xì)胞死亡，且不受影響細(xì)胞周期進(jìn)程分子改變的限制。提高膀胱癌中YB-1的水平，顯示XVir-N-31復(fù)制和溶解所有的膀胱癌細(xì)胞而不受癌細(xì)胞中Rb-和p53狀態(tài)的影響。而且，細(xì)胞溶解作用伴隨DAMPs包括熱休克蛋白（HSP70）、高遷移組蛋白（HMGB1）和YB-1的釋放。采用XVir-N-31的方法為膠質(zhì)瘤患者治療，將會在2015年投入Ⅰ期臨床試驗(yàn)。

同樣，Kostova等[24]構(gòu)建了YB-1依賴的由突變的自殺基因HSV1-sr39TK、HSV1-sr39TK/GCV基因和抗癌菌素TMZ共同組成重組的溶瘤腺病毒Ad-delo-sr39TK-RGD，并轉(zhuǎn)染膠質(zhì)瘤。利用YB-1依賴的靶向治療人類的膠質(zhì)瘤做到了病毒療法、自殺基因療法和化學(xué)療法的抗膠質(zhì)瘤的結(jié)合。結(jié)果顯示，構(gòu)建的重組體有強(qiáng)烈的復(fù)制能力、誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞產(chǎn)生自殺行為，而且可能在一定的時間內(nèi)呈現(xiàn)非侵襲性現(xiàn)象。

4 展望

YB-1參與細(xì)胞增殖、分化、應(yīng)激反應(yīng)和惡性細(xì)胞的轉(zhuǎn)化等多重過程，提高多重耐藥基因（MDR1和其他）的表達(dá)，參與DNA的修復(fù)。了解MDR基因的表達(dá)水平和核定位的關(guān)系將會對腫瘤的轉(zhuǎn)移評估和治療方案的選擇有幫助。一些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，YB-1碎片能夠降低培養(yǎng)的乳腺癌和前列腺癌細(xì)胞的生長率，而且可以增強(qiáng)對曲妥珠單抗的敏感性,并且不抑制正常的生長。因此，闡明YB-1在細(xì)胞致癌性轉(zhuǎn)化和病理學(xué)的機(jī)制，積極探索影響YB-1的各種基因療法、病毒療法、化學(xué)療法將會使找到更有效的癌癥或其他疾病的診斷和治療方法成為可能。

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（責(zé)任編輯：劉俊華）

Advances on Y-box binding protein 1’s functions in the tumorigenesis and oncotherapy

QU Penghuan1, SHI Jianhong2
(1. Department of Preventive Medicine and Health Management, Hebei University, Baoding 071000,China; 2. Central Laboratory of Affliated Hospital, Hebei University, Baoding 071000,China)

Y-box binding protein 1 (YB-1) is a member of the family of DNA-and-RNA-binding proteins, YB-1 participates in a wide variety of DNA/RNA-dependent events, including DNA reparation, pre-mRNA transcription and splicing, regulation of translation, cell proliferation and malignant cell transformation. Studies have demonstraed that abnormal expression of YB-1 has a significant effect on tumorigenesis. Nowadays, YB-1 as targets for cancer therapy has become a hot spot.

YB-1; proliferation; tumor metastasis; apoptosis and multidrug resistance; oncotherapy

10.3969/j.issn.1674-490X.2015.05.019

R73-3

A

1674-490X(2015)05-0074-04

本文引用：屈朋歡, 史建紅. Y-box結(jié)合蛋白1在腫瘤發(fā)生與治療中的研究進(jìn)展[J]. 醫(yī)學(xué)研究與教育, 2015, 32(5): 74-77.

2015-04-15

國家自然科學(xué)基金青年基金（31301143）； 河北省自然科學(xué)基金青年基金（C2013201271）

屈朋歡（1991—），女，河北保定人。E-mail: qupenghuan@sina.com

史建紅（1980—），女，河北保定人，副教授，博士，主要從事分子生物學(xué)研究。E-mail: shijianhong1980@126.com