黃 靜，陳佳茹，喻 瑩,張湘寧,余紅兵

(1.廣東醫(yī)科大學(xué)廣東省醫(yī)學(xué)分子診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 東莞 523808;2.廣東醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,廣東 東莞 523808;3.廣東醫(yī)科大學(xué)中美腫瘤所,廣東 東莞 523808)

隨著人們在臨床腫瘤領(lǐng)域分子機(jī)制的進(jìn)一步研究。在腫瘤發(fā)生的過程中，總是會出現(xiàn)癌基因的突變，上調(diào)或者下降而引起原癌基因的激活與抑癌基因的失活，從而導(dǎo)致細(xì)胞過度增殖、分裂、異常分化等異樣表型的出現(xiàn)。BLU是近來年發(fā)現(xiàn)的一種作為候選的重要抑癌基因，其主要通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期及細(xì)胞凋亡等多個途徑來抑制癌細(xì)胞生長、轉(zhuǎn)移和侵襲，進(jìn)而發(fā)揮抑癌作用，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

1 BLU基因及其蛋白結(jié)構(gòu)

BLU基因最初被鑒定出來是在肺癌中篩選β-catenin同源物時[1]。BLU基因位于3p21.31區(qū)，全長大約4.5 kb,包含12個外顯子(在肺中)或11個外顯子(在睪丸中)，表達(dá)的蛋白由440個氨基酸組成，在1～440段內(nèi)包含了一個鋅指結(jié)構(gòu)域(Zinc finger,myeloid,nervy and DEAF-1 MYND-type containing 10,ZMYND10)，該結(jié)構(gòu)域由幾個半胱氨酸和組氨酸氨基酸殘基組成，形成潛在的鋅結(jié)合區(qū)域，構(gòu)成蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)表面相互作用位點(diǎn)，似乎允許這些蛋白作為共轉(zhuǎn)錄抑制因子，參與染色體重塑與轉(zhuǎn)錄有關(guān)。在394～430 這段氨基酸區(qū)域存在MYND-type,而在366～440這段氨基酸區(qū)域內(nèi)存在與DNAFF11相互反應(yīng)的結(jié)構(gòu)，與含有MYND的蛋白具有一定相似的同源性。 ZMYND10蛋白可能大部分是可溶的胞質(zhì)蛋白，在纖毛細(xì)胞中高度表達(dá) ，并在小鼠運(yùn)動纖毛組織中表達(dá)[2-3]。與動力蛋白臂和蛋白質(zhì)相互作用包括LRRC6、DYX1C1 和 C21ORF59，與細(xì)胞質(zhì)的預(yù)組裝有關(guān)[4]。ZMYND10 C末端域和LRRC6 CS域之間的相互作用反應(yīng)，它的C端參與了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的位點(diǎn)[5]。某些ZMYND10和LRRC6蛋白突變會消除ZMYND10C末端域和LRRC6CS域之間的相互作用，并且ZMYN10蛋白突變會誘發(fā)原發(fā)性睫狀運(yùn)動障礙[6]。研究表明ZMYND10和LRRC6的細(xì)胞質(zhì)蛋白復(fù)合物對于運(yùn)動性纖毛功能是必需的。LRRC6 和 DNAI1 與 ZYMND10 共表達(dá),ZMYND10蛋白結(jié)合并穩(wěn)定DNAI1蛋白，間接性穩(wěn)定DNAL2蛋白，成為中鏈的裝配，因此ZMYND10可能是通過在蛋白質(zhì)而非mRNA水平上調(diào)控動力蛋白臂組分的表達(dá)，促進(jìn)其組裝成細(xì)胞質(zhì)蛋白復(fù)合物，從而發(fā)揮動力蛋白臂的預(yù)組裝作用[4]。已經(jīng)有研究表明含鋅指結(jié)構(gòu)域MYND10缺失會影響纖毛完整性和動力蛋白軸突的局部定位，從而導(dǎo)致睫狀肌運(yùn)動障礙、進(jìn)行性多囊腎、脊柱側(cè)彎等疾病[7]。除此之外，有研究者發(fā)現(xiàn)在草履蟲中，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙相關(guān)蛋白ZMYND10參與調(diào)節(jié)草履蟲纖毛功能和鞭毛內(nèi)運(yùn)輸?shù)鞍譏FT43的調(diào)節(jié)，這也有助于對原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙的研究[8]。ZMYND10的N端與蛋白磷酸酶4的調(diào)節(jié)亞基sMEK1的C端也可相互作用，誘導(dǎo)sMEK1蛋白促進(jìn)細(xì)胞凋亡活性[9]，增加了促凋亡的活性。除了這些之外，還有研究表明ZMYND10是一種伴侶蛋白分子，與FKBP8-HSP90 組成伴侶蛋白復(fù)合物穩(wěn)定動力蛋白運(yùn)動[10]。這些研究都表明ZMYND10蛋白在調(diào)節(jié)功能上發(fā)揮重要的作用。

2 BLU基因的抑癌功能

2.1 BLU基因調(diào)控細(xì)胞周期、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 在細(xì)胞周期的運(yùn)行過程中，細(xì)胞周期蛋白(Cyclin )與周期蛋白依賴的激酶 (Cyclin-dependent kinase,CDK)形成的復(fù)合物控制細(xì)胞越過檢查點(diǎn)進(jìn)入下一個時相。在G1期形成的Cyclin D 與 CDK4/6和Cyclin E/CDK2復(fù)合物,控制著細(xì)胞由 G1期進(jìn)入S期，而細(xì)胞G2間期進(jìn)入有絲分裂期，則由Cyclin B/CDK1的復(fù)合物控制[11]。除此之外，細(xì)胞周期素依賴激酶抑制因子(Cyclin-dependent kinase inhibitor,CKI) p16、p21、p27、p53會對CDK活性起負(fù)向調(diào)節(jié)。BLU的表達(dá)會通過下調(diào) G1期的周期蛋白 Cyclin D1,使細(xì)胞周期阻滯于 G1期[12-13]，也有實(shí)驗(yàn)室報道BLU 還能導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞系 MCF-7 的周期阻滯于 G2期[14]。BLU基因表達(dá)也會提高細(xì)胞周期依賴激酶抑制因子p21、p27、p53、p16的表達(dá)。與此同時，BLU的表達(dá)抑制核轉(zhuǎn)錄抑制因子(Nuclear factor-kappa B proteins,NF-κB)和抗凋亡基因Bcl-2、Bcl-xl、c-IAP、c-FLIP的表達(dá)以及通過激活半胱天冬酶3(caspase-3)和半胱天冬酶8(caspase-8)和多聚ADP核糖多聚酶(Poly ADP ribose polymerase,PARP)切割誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[15-16]。

2.2 抑制細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移 BLU除了可以調(diào)控細(xì)胞周期蛋白誘導(dǎo)凋亡之外，也可以抑制細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，在MDA-MB231和SK-BR-3細(xì)胞中，Wang等[14]通過傷口愈合試驗(yàn)和Transwell實(shí)驗(yàn)證明了過表達(dá)的ZMYND10抑制乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力。在HONE1和 HK1細(xì)胞中，Cheng等[17]通過實(shí)時分析細(xì)胞遷移指數(shù)和傷口愈合體外實(shí)驗(yàn)證明了過表達(dá)BLU也會抑制鼻咽癌細(xì)胞的侵襲和遷移能力。

2.3 抑制新生血管的形成 BLU過表達(dá)也會通過影響MMP家族、TSP1家族和VEGF家族基因的表達(dá)來抑制新生血管形成，BLU過表達(dá)時，MMP家族成員MMP9、MMP14和MMP19上調(diào)，而MMP2細(xì)胞中下調(diào)，除了MMP家族，VEGF165、VEGF189和TSP1被下調(diào)，VEGF和TSP1是調(diào)控血管網(wǎng)絡(luò)活性重要基因。除此之外，BLU還會影響鼻咽癌血管生成網(wǎng)絡(luò)包括編碼血管生成因子、細(xì)胞因子、生長因子和受體、粘附分子等基質(zhì)蛋白的基因，使得鼻咽癌細(xì)胞血管形成能力降低，BLU通過抑制血管形成抑制腫瘤的發(fā)展[17]。研究表明BLU可能直接參與了鼻咽癌發(fā)育的微環(huán)境和抗血管生成活性。

2.4 對腫瘤藥物的作用 腫瘤藥物單獨(dú)作用癌細(xì)胞時也會促進(jìn)凋亡，BLU和 抗腫瘤藥物吉西他濱聯(lián)合治療進(jìn)一步激活了p53和p21的表達(dá)，降低了Bcl-2、Bcl-xL、NF-κB表達(dá)和Akt/mTOR下游信號調(diào)節(jié)因子磷酸化，有效調(diào)控吉西他濱的促凋亡和抗血管生成活性[16]。除此之外，腫瘤抑制因子BLU和抗腫瘤藥物紫杉醇通過減少細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶1(Cyclin dependent kinase 1，CDK1)，細(xì)胞周期蛋白B1(Cyclin B1)誘導(dǎo)G2/M期細(xì)胞周期停滯，同時促進(jìn)Bax、p16、p21和p27表達(dá)，Bcl-xL、Bcl-2、NF-κB表達(dá)下降，以及抑制磷酸肌醇3激酶(Phosphoinositide 3-kinase,PI3K)下游信號傳導(dǎo)成分的磷酸化，降低p70核糖體S6激酶(p70 ribosomal S6 kinase,p70S6K)的磷酸化，降低糖原合酶激酶3β(Glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β)的磷酸化，從而促進(jìn)紫杉醇的抗腫瘤活性[18]?？傊珺LU的表達(dá)增加了抗腫瘤藥物的活性。

3 BLU基因的作用機(jī)制

3.1 JNK信號通路 C-Jun N末端激酶(C-Jun N terminal kinase，CJK)是絲裂原活化激酶(Member of the mitogen activated kinase,MAPK)家族的成員。它被細(xì)胞外應(yīng)激和其他刺激激活，進(jìn)而觸發(fā)激酶級聯(lián)反應(yīng)，并有助于激活二聚體轉(zhuǎn)錄因子AP1對C-Jun的磷酸化，Cyclin D1的表達(dá)由JNK誘導(dǎo)[19]。BLU的表達(dá)會下調(diào)JNK和Cyclin D1啟動子活性，并且抑制C-Jun的磷酸化。將細(xì)胞周期阻滯在G1期，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[12]。

3.2 EPK-RAS-RAF-MEK信號通路 細(xì)胞外信號反應(yīng)激酶(Extracellular signal kinase，ERK)，也是MAPK家族的另一名成員。通過激活RAS蛋白來激活MAPK家族蛋白,腫瘤抑癌基因的癌蛋白和編碼的產(chǎn)物調(diào)控EPK的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。已經(jīng)有研究表明BLU的表達(dá)會下調(diào)EPK的信號，低水平磷酸化EPK對下游基因有一個弱的調(diào)控，干擾了RAS的激活[20]。除此之外，EPK信號通路還參與了細(xì)胞周期蛋白的激活途徑， EPK蛋白的下調(diào)也會降低細(xì)胞周期蛋白Cyclin D1、Cyclin B1的表達(dá)，BLU的低表達(dá)降低EPK的磷酸化從而降低了細(xì)胞周期蛋白啟動子的活性，使得細(xì)胞周期停滯在G1期，抑制細(xì)胞生長[13]。

3.3 NF-κB信號通路 NF-κB是一種轉(zhuǎn)錄因子，能調(diào)控體內(nèi)幾千種基因的表達(dá)，與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)和惡性腫瘤的發(fā)生有關(guān)[21-22]。BLU的表達(dá)引起的NF-κB下游亞基p65NF-κB和上游IKKa激酶的下調(diào)。BLU表達(dá)降低IKKα、p65NF-κB水平，產(chǎn)生了一個負(fù)向調(diào)節(jié) NF-κB信號[23]。已經(jīng)有研究表明在HNE1 細(xì)胞中，BLU的表達(dá)抑制NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而降低抗凋亡因子cFLIP和cIAP2基因的表達(dá),促進(jìn)了腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor,TNF)與細(xì)胞受體DR4、DR5的結(jié)合引起caspase 8 酶原的結(jié)合形成死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合物(Death inducing signaling complex，DISC)。caspase 8酶原在復(fù)合物中通過自身切割而被激活，進(jìn)而激活效應(yīng)caspases-caspase-3酶原，產(chǎn)生有活性的caspase-3,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。同樣也會引起多聚ADP核糖多聚酶(Poly ADP ribose polymerase，PARP)的切割[15]。

3.4 PI3K/AKT信號通路 PI3K和AKT磷酸化激活在人類大多惡性腫瘤中，與腫瘤細(xì)胞的生長、轉(zhuǎn)移抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)細(xì)胞存活有密切關(guān)系。AKT作為PI3K的下游調(diào)控因子， ZMYND10會抑制PI3K/AKT通路[18]，Wang等[14]研究也表明ZMYND10的過表達(dá)會抑制NEDD9參與的PI3K/AKT的激活通路來抑制乳腺癌的侵襲與轉(zhuǎn)移。除此之外，在SKOV-3細(xì)胞中，BLU的表達(dá)也會抑制血管內(nèi)皮生長因子誘導(dǎo)PI3K和AKT的磷酸化活性來抑制腫瘤新生血管的活性，并且作為AKT下游靶調(diào)控因子PDK-1,mTOR,TSC-2,and p70S6K磷酸化活性也被抑制，相關(guān)基因調(diào)控的通路也被抑制[16]。

3.5 其他信號通路的調(diào)控 ZMYND10表達(dá)會通過增強(qiáng)miR145-5p的表達(dá)，通過直接靶向NEDD9基因的3’-非翻譯區(qū)來抑制NEDD9蛋白的表達(dá)，通過抑制miR-145-5p/NEDD9軸發(fā)揮抑制腫瘤的作用[14]。另外，BLU也是一種作為環(huán)境應(yīng)激反應(yīng)基因，受轉(zhuǎn)錄因子E2F調(diào)控[24]。相信隨著對抑癌基因BLU的 進(jìn)一步研究，可能還存在一些更重要的信號通路調(diào)控。

4 BLU/ZMYND10與不同腫瘤的相關(guān)性研究

BLU/ZMYND10作為一種候選的抑癌基因,在多種實(shí)體癌癥中缺失或者下調(diào)引起遺傳或表觀遺傳變化如肺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、卵巢癌、肝癌、食管鱗狀細(xì)胞癌、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、骨髓增生異常綜合征、胃癌、鼻咽癌、乳腺癌等。Wang等[14]通過免疫組化法以及定量RT-PCR檢測了ZMYND10在乳腺癌和鄰旁組織中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)ZMYND10在乳腺癌中表達(dá)大幅下降。內(nèi)源性恢復(fù)ZMYND10的表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，表明ZMYYND10在腫瘤發(fā)生的過程中起著非常重要的作用，Qiu等[24]發(fā)現(xiàn)在所有鼻咽癌細(xì)胞系中，BLU基因也同樣沉默下調(diào)。同時，在胃癌中Xiao等[25]發(fā)現(xiàn)受Sp1調(diào)控的BLU基因表達(dá)的也下調(diào)。在卵巢癌患者中，Chiang等[26]也發(fā)現(xiàn)BLU基因下調(diào)，引起化學(xué)耐藥導(dǎo)致患者預(yù)后不良。在神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者中，Hesson等[27]發(fā)現(xiàn)BLU基因下調(diào)。在食管鱗狀細(xì)胞癌患者中，Yilo等[28]通過實(shí)時定量PCR方法發(fā)現(xiàn)了在某些ESCC細(xì)胞系 SLMT-1、T-Tn6 和 81-T 和腫瘤組織中BLU基因的mRNA表達(dá)水平是下降的。在肺癌患者中，Agathanggelou等[29]和Marrist等[30]發(fā)現(xiàn)BLU的表達(dá)在許多肺癌細(xì)胞系中缺失，BLU基因所在染色體的缺失可能與早期吸煙有關(guān)，在骨髓增生患者中，Yang等[31]發(fā)也現(xiàn)在BLU基因表達(dá)的缺失。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，BLU基因缺失下調(diào)的原因多數(shù)是啟動子甲基化引起的。ZMYND10基因除了在腫瘤中下調(diào)之外，ZMYND10的突變也會引發(fā)原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙[3,32]，還與青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎等疾病有關(guān)[33]，這都與ZMYND10參與的動力蛋白組裝相關(guān)。

5 結(jié) 語

BLU作為一種候選的抑癌基因，近年來在對BLU基因的研究與它的抑癌功能在研究中取得了一定的研究成果，通過阻滯細(xì)胞周期，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移，抑制新生血管形成等發(fā)揮抑癌作用，進(jìn)一步又對BLU基因如何發(fā)揮抑癌功能作用做了信號調(diào)控機(jī)制研究。但在機(jī)制上的研究大都是停留在一般癌基因的表面信號調(diào)控通路上，并沒有對它的表達(dá)調(diào)控進(jìn)入深一步的研究。特別是在轉(zhuǎn)錄中與轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控在腫瘤方向研究都比較少，轉(zhuǎn)錄中，是否存在對BLU基因調(diào)控的蛋白或者與轉(zhuǎn)錄相關(guān)的調(diào)控因子，轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控，是否存在微小RNA(miRNA)的調(diào)控，是否還有BLU基因轉(zhuǎn)錄后直接或間接作用與功能區(qū)的磷酸化、乙?；?、泛素化等修飾對BLU抑癌功能進(jìn)行調(diào)控，這些可有待進(jìn)一步研究?，F(xiàn)也有很多研究表明在多種癌癥中BLU基因缺失或下調(diào)，這與啟動子甲基化有關(guān)，同時，BLU的表達(dá)與啟動子甲基化和臨床的預(yù)后也有關(guān)系， BLU基因能否作為預(yù)后可靠的分子標(biāo)記和抗腫瘤治療的靶點(diǎn)，還需要進(jìn)一步研究。能否將BLU甲基化標(biāo)記物與傳統(tǒng)診斷工具相結(jié)合來改進(jìn)腫瘤的檢測方式，為腫瘤的診斷與治療提供更多的特異性的方法，這也需要進(jìn)一步的研究。BLU基因發(fā)揮抑癌功能作用的機(jī)制也不盡相同，在腫瘤調(diào)節(jié)方面十分重要且復(fù)雜。是否與的腫瘤微環(huán)境，免疫調(diào)節(jié)與免疫耐受等有關(guān)，是否還有其他的重要功能，都需要進(jìn)一步證實(shí)，相信隨著對BLU基因結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能以及相關(guān)作用的機(jī)制研究的深入，為BLU基因在信號通路的進(jìn)一步研究也將為腫瘤在基因水平的診治提供更多全新的思路。