胡風(fēng)戰(zhàn)，盛正祚，秦彩朋，徐　濤

北京大學(xué)人民醫(yī)院泌尿外科，北京 100044

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·綜述·

趨化素樣因子超家族成員3研究進(jìn)展

胡風(fēng)戰(zhàn)，盛正祚，秦彩朋，徐濤

北京大學(xué)人民醫(yī)院泌尿外科，北京 100044

摘要：人趨化素樣因子超家族成員3(CKLFSF3/CMTM3)是一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因，在進(jìn)化過(guò)程中高度保守，廣泛表達(dá)于人類(lèi)正常組織，尤其在睪丸、脾、白細(xì)胞中高度表達(dá)，但在大多數(shù)腫瘤細(xì)胞系和組織中表達(dá)下調(diào)或不表達(dá)，恢復(fù)其表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、黏附和遷移等生物學(xué)行為。CKLFSF3/CMTM3的抗腫瘤機(jī)制目前尚不明確，研究顯示其在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中與機(jī)體免疫系統(tǒng)密切相關(guān)，并與性別相關(guān)。本文總結(jié)了CKLFSF/CMTM家族成員、腫瘤抑制基因CKLFSF3/CMTM3的結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)及進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：人趨化素樣因子超家族成員3；腫瘤抑制基因；MARVEL

ActaAcadMedSin，2016,38(3)：360-363

人趨化素樣因子超家族(chemokine-like factor super family member，CKLFSF)是北京大學(xué)人類(lèi)疾病基因研究中心在國(guó)際上首次克隆的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新基因家族，該家族成員的編碼產(chǎn)物具有MARVEL結(jié)構(gòu)域[1]，由9個(gè)基因，即趨化素樣因子(chemokine-like factor，CKLF)和CKLFSF1～8組成。2005年12月，國(guó)際命名委員會(huì)將CKLFSF1～8重新命名為CKLF樣MARVEL穿膜結(jié)構(gòu)域超家族1～8(CKLF-like MARVEL transmembrane domain containing 1- 8)，即CMTM1～8。CKLFSF3/CMTM3是CKLFSF/CMTM家族的一員，在進(jìn)化過(guò)程中高度保守[2]，廣泛表達(dá)于人類(lèi)正常組織，尤其在睪丸、脾、白細(xì)胞中高度表達(dá)，但在大多數(shù)腫瘤細(xì)胞系和組織中表達(dá)下調(diào)或不表達(dá)，恢復(fù)其表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、黏附和遷移等生物學(xué)行為。研究顯示，CKLFSF3/CMTM3與機(jī)體的免疫、生殖、造血緊密相關(guān)，并參與機(jī)體多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移[3- 9]，是一個(gè)新的腫瘤抑制基因，有望成為腫瘤基因治療，尤其是泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤的新靶標(biāo)。本文總結(jié)了CKLFSF/CMTM家族成員、腫瘤抑制基因CKLFSF3/CMTM3的結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)及進(jìn)展。

CKLFSF3/CMTM3的發(fā)現(xiàn)

2003年，北京大學(xué)人類(lèi)疾病基因組中心Han等[1]發(fā)表文章報(bào)道采用抑制性減數(shù)雜交技術(shù)研究白細(xì)胞介素- 10(interleukin- 10，IL- 10)抑制的人髓系白血病細(xì)胞系U937細(xì)胞表達(dá)基因時(shí)，首次成功克隆到1個(gè)新的細(xì)胞因子——CKLF1，依據(jù)生物信息學(xué)相關(guān)知識(shí)與逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(reverse transcription-PCR，RT-PCR)等技術(shù)成功克隆并驗(yàn)證了CMTM1～8，隨后又制備了鼠抗人CMTM3多肽的單克隆抗體，為CKLFSF3/ CMTM3生物學(xué)功能的研究奠定了基礎(chǔ)[1- 4]。

CKLFSF3/CMTM3的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

基因組數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，CKLF和CMTM1～4在人類(lèi)染色體16q22.1上形成1個(gè)基因簇，CMTM6～8在3p23上成簇存在，它們具有蛋白質(zhì)產(chǎn)物的序列同源性以及潛在的四次跨膜結(jié)構(gòu)，而CMTM5則單獨(dú)定位于14q11.2。CKLFSF3/CMTM3是該家族中較為保守的成員之一，在免疫系統(tǒng)和男性生殖系統(tǒng)中均有表達(dá)。CKLFSF3/CMTM3具有人CKLFSF/CMTM的典型MARVEL結(jié)構(gòu)域，其蛋白產(chǎn)物與四跨膜蛋白超家族(transmembrane- 4 superfamily，TM4SF)密切相關(guān)，TM4SF包括Tetranspanin和MARVEL結(jié)構(gòu)域蛋白等，Tetranspanin與骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，而MARVEL結(jié)構(gòu)域在髓鞘與淋巴細(xì)胞蛋白(myelin and lymphocyte，MAL)、physins、occludin等多個(gè)家族有表達(dá)，進(jìn)而在消化系統(tǒng)腫瘤中發(fā)揮作用。Wang等[10]研究發(fā)現(xiàn)，CKLFSF3/CMTM3對(duì)雄激素受體具有調(diào)控作用。已知TM4SF與細(xì)胞的增殖、分化密切相關(guān)，而CKLFSF3/CMTM3具有典型的四跨膜受體TM4SF結(jié)構(gòu)，研究顯示其作為腫瘤抑制性基因具有潛在的靶向治療價(jià)值[11]。

CKLFSF3/CMTM3與腫瘤的關(guān)系

位于人類(lèi)染色體16q22.1上的CKLFSF3/CMTM3基因缺失、甲基化等表觀遺傳學(xué)改變可導(dǎo)致腫瘤發(fā)生[12]，對(duì)其在胃癌、鼻咽癌、前列腺癌、腎癌、睪丸癌組織中的表達(dá)譜分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CKLFSF3/CMTM3表達(dá)水平較對(duì)照組下調(diào)或缺如；在多種腫瘤細(xì)胞系中可發(fā)現(xiàn)由藥物或者敲出甲基化轉(zhuǎn)移酶基因后的逆轉(zhuǎn)效應(yīng)，過(guò)表達(dá)CKLFSF3/CMTM3基因可對(duì)腫瘤細(xì)胞系的遷移、侵襲、增殖能力產(chǎn)生影響，且在不同組織來(lái)源的腫瘤細(xì)胞系效果不同，選擇性沉默CKLFSF3/CMTM3的表達(dá)可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞系的遷移、侵襲等腫瘤惡性程度增強(qiáng)的指標(biāo)[13]。

CKLFSF3/CMTM3與腎癌CKLFSF3/CMTM3在腎小管上皮細(xì)胞的胞膜與胞漿高表達(dá)，在腎小球細(xì)胞中表達(dá)很低[14]。CKLFSF3/CMTM3在多個(gè)腎癌細(xì)胞系中表達(dá)下調(diào)，恢復(fù)其表達(dá)后，可明顯抑制腎癌細(xì)胞系的遷移、侵襲、增殖能力，并影響腫瘤細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的黏附能力。對(duì)其癌旁組織與癌組織的臨床病理組織與組織芯片的免疫組織化學(xué)染色分析結(jié)果顯示，腎癌組織中的CKLFSF3/CMTM3表達(dá)水平明顯下降，RT-PCR與Western blot結(jié)果同樣顯示CKLFSF3/CMTM3表達(dá)水平在腫瘤組織與腫瘤細(xì)胞系中較癌旁相對(duì)正常組織明顯下調(diào)[15]。

CKLFSF3/CMTM3與男性生殖系統(tǒng)腫瘤CKLFSF3/ CMTM3在生殖系統(tǒng)的組織，尤其是睪丸中高表達(dá)，與睪丸癌、前列腺癌關(guān)系密切。Li等[16]對(duì)75例睪丸腫瘤組織的檢測(cè)結(jié)果顯示，84%的組織中CKLFSF3/CMTM3呈現(xiàn)不表達(dá)或者低表達(dá)，只有16%的組織中有中等程度的表達(dá)，而全部18例睪丸癌旁相對(duì)正常組織與8例睪丸萎縮組織中CKLFSF3/CMTM3呈現(xiàn)高表達(dá)。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示，核心啟動(dòng)子Sp1/Sp3反應(yīng)區(qū)域的CpG島的甲基化與睪丸癌臨床組織中CKLFSF3/CMTM3的表達(dá)下調(diào)明顯相關(guān)，而過(guò)表達(dá)CKLFSF3/CMTM3可通過(guò)G2期細(xì)胞周期的阻滯與凋亡抑制腫瘤細(xì)胞系的遷移、增殖和集落形成能力。其相關(guān)機(jī)制可能為CKLFSF3/CMTM3可通過(guò)激活p53的轉(zhuǎn)錄和增加其積累，上調(diào)p21表達(dá)，并通過(guò)下游的caspase 9、8、3及聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase，PARP)發(fā)揮作用。CKLFSF3/CMTM3的表達(dá)水平與睪丸癌的臨床分期具有明顯的相關(guān)性。意大利學(xué)者對(duì)IL- 30的研究結(jié)果顯示，IL- 30的表達(dá)水平與前列腺癌分級(jí)分期成正相關(guān)[17- 19]。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于CKLFSF3/CMTM3與AR的相互關(guān)系研究表明，CMTM3可以影響前列腺癌細(xì)胞系LNCaP中前列腺特異抗原(prostate-specific antigen，PSA)的表達(dá)，而PSA目前作為前列腺癌重要的診斷參考指標(biāo)，提示CKLFSF3/CMTM3的表達(dá)水平與前列腺癌具有潛在的負(fù)相關(guān)關(guān)系[20- 22]。

CKLFSF3/CMTM3與神經(jīng)膠質(zhì)瘤上海吉?jiǎng)P基因化學(xué)技術(shù)有限公司通過(guò)慢病毒干擾文庫(kù)與高通量平臺(tái)技術(shù)，對(duì)CKLFSF3/CMTM3在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的作用進(jìn)行了初步研究，挑選出與神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系U251增殖密切相關(guān)的CKLFSF3/CMTM3基因，并對(duì)其消減后U251細(xì)胞系細(xì)胞周期、凋亡、集落形成能力進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，抑制CKLFSF3/CMTM3基因的表達(dá)可明顯抑制U251細(xì)胞系的增殖，增加細(xì)胞凋亡，下調(diào)克隆形成能力，與已有的其他多種組織的研究結(jié)果明顯不同，推測(cè)其原因可能與CKLFSF3/CMTM3在不同組織、不同細(xì)胞系中的差異作用有關(guān)，但尚無(wú)進(jìn)一步相關(guān)研究文獻(xiàn)可供參考。

CKLFSF3/CMTM3與胃癌Su等[3]研究結(jié)果顯示，CKLFSF3/CMTM3的表達(dá)水平雖然與胃癌轉(zhuǎn)移沒(méi)有明顯相關(guān)性，但與胃癌的病理分級(jí)和原位腫瘤的分期明顯相關(guān)。采用RT-PCR、甲基化特異性PCR和非甲基化特異性PCR等技術(shù)進(jìn)行的胃癌細(xì)胞系表觀遺傳學(xué)分析結(jié)果顯示，CKLFSF3/CMTM3在胃癌細(xì)胞系與癌組織中可能是通過(guò)CKLFSF3/CMTM3的甲基化實(shí)現(xiàn)表達(dá)下調(diào)或者不表達(dá)[23- 24]。在胃癌細(xì)胞系進(jìn)行的體外恢復(fù)CKLFSF3/CMTM3的表達(dá)可明顯抑制腫瘤細(xì)胞系的遷移和侵襲能力，裸鼠腹腔轉(zhuǎn)移模型也進(jìn)一步驗(yàn)證了上述結(jié)果。CKLFSF3/CMTM3過(guò)表達(dá)的胃癌細(xì)胞系基質(zhì)金屬蛋白酶2與細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶的磷酸化水平明顯下降，提示CKLFSF3/CMTM3很可能是通過(guò)Erk信號(hào)通路發(fā)揮對(duì)胃癌腫瘤生物學(xué)的影響。

綜上，CKLFSF3/CMTM3具有四次跨膜蛋白TM4SF和特征性的MARVEL結(jié)構(gòu)域，與多種腫瘤疾病密切相關(guān)，在大多數(shù)組織細(xì)胞中表達(dá)，尤其是睪丸與免疫系統(tǒng)。在多種腫瘤中表達(dá)下調(diào)，與啟動(dòng)子甲基化修飾等表觀遺傳學(xué)變化有關(guān)，而在腫瘤細(xì)胞系中恢復(fù)其表達(dá)可以對(duì)腫瘤細(xì)胞系的遷移、侵襲和增殖產(chǎn)生影響[25- 29]。在這些腫瘤中，CKLFSF3/CMTM3作為抑癌基因具有潛在治療靶點(diǎn)的應(yīng)用價(jià)值，雖然在一些腫瘤中關(guān)于細(xì)胞周期與信號(hào)通路的研究有了初步的進(jìn)展，然而，CKLFSF3/CMTM3是否在所有腫瘤中均發(fā)揮同樣的作用以及其具體機(jī)制尚不十分清楚。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)CKLFSF3/CMTM3在廣度與深度上的研究對(duì)于腫瘤基因治療的進(jìn)展具有十分重大的意義。

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基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(81072099) Supported by the National Natural Sciences Foundation of China (81072099)

通信作者：徐濤電話：010- 88325911，電子郵件：xutao@medmail.com.cn

中圖分類(lèi)號(hào):R730.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào)：1000- 503X(2016)03- 0360- 04

DOI：10.3881/j.issn.1000- 503X.2016.03.022

Corresponding author：XU TaoTel：010- 88325911，E-mail：xutao@medmail.com.cn

(收稿日期：2015- 01- 21)

Research Advances in CKLFSF-like MARVEL Transmembrane Domain Containing Member 3

HU Feng-zhan，SHENG Zheng-zuo，QIN Cai-peng，XU Tao

Department of Urology，Peking University People’s Hospital，Beijing 100044，China

ABSTRACT：CKLF-like MARVEL transmembrane domain containing member/chemokine-like factor super family member (CKLFSF/CMTM) is a novel tumor suppressor gene. CMTM3 is broadly expressed in normal human tissues and evolutionary conserved，especially in testis，spleen，and some cells of peripheral blood mononuclear cells. However，its expression is undetectable or down-regulated in most carcinoma cell lines and tissues. Restoration of CMTM3 may inhibit the proliferation，migration，and invasion of carcinoma cells. Although the exact mechanism of its anti-tumor activity remains unclear，CKLFSF3/CMTM3 is closely connected with immune system and associated with sex during tumorigenesis. The study advances of CKLFSF3/CMTM3 are elaborated in this review as CMTM3 may be a new target in the gene therapies for tumors，especially genitourinary tumors，while further studies on CMTM3 and its anti-tumor mechanisms are warranted.

Key words：chemokine-like factor super family member 3；tumor suppressor gene；MARVEL