謝芳芳，陳杰，胡蝶，黃德發(fā)，鐘田雨，2

（1.贛南醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院，江西 贛州 341000；2.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中心，江西 贛州 341000）

癌癥是體內(nèi)異常細(xì)胞出現(xiàn)異常增殖并侵襲臨近部位和擴(kuò)散到其他器官的現(xiàn)象。截止至2018年全球癌癥亡人數(shù)將達(dá)到990 萬人[1]。以肺癌、肝癌、結(jié)直腸癌、胃癌和乳腺癌為主。早期診斷可以提高癌癥的治愈率以及腫瘤患者的生存時(shí)間，因此尋找和發(fā)現(xiàn)早期診斷標(biāo)志物在癌癥早期診斷中至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)gankyrin在許多腫瘤中存在高表達(dá)現(xiàn)象，并且其表達(dá)水平與腫瘤的進(jìn)展密切相關(guān)[2,3]。與低表達(dá)或不表達(dá)gankyrin的腫瘤相比，高表達(dá)gankyrin的腫瘤惡性程度較高且與組織學(xué)分級相關(guān)[4-6]。因此，可以將gankyrin 作為早期診斷和評估癌癥惡性程度的指標(biāo)。腫瘤細(xì)胞中高水平Gankyrin一定程度上與腫瘤的轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后密切相關(guān)[7]，同時(shí)gankyrin 還參與腫瘤耐藥表型的形成[8-10]。因此，靶向gankyrin 療法將成為臨床上治療化療耐藥患者新的有效手段。

1 Gankyrin與癌癥

Gankyrin基因編碼的Gankyrin 又稱PSMD10，是一種由7 個(gè)錨蛋白重復(fù)序列（ARs）組成的重復(fù)連接蛋白。該序列最初發(fā)現(xiàn)于人連接蛋白中，參與蛋白-蛋白相互作用，在細(xì)胞周期進(jìn)展、凋亡和腫瘤發(fā)生中發(fā)揮重要作用。作為蛋白酶體復(fù)合體的亞基，gankyrin通過與26S蛋白酶體中的S6b ATP酶相互作用，實(shí)現(xiàn)蛋白酶體介導(dǎo)的降解[11-13]。

Gankyrin 最初發(fā)現(xiàn)于原發(fā)性肝癌（HCC），且在正常組織和癌組織間存在差異表達(dá)[14]，被認(rèn)為是H CC 病理診斷和肝癌發(fā)生的重要生物學(xué)標(biāo)志物。Gankyrin通過調(diào)控腫瘤抑制蛋白P53和pRB 活性，打破腫瘤細(xì)胞的增殖凋亡穩(wěn)態(tài)，發(fā)揮促癌作用[15]。TP53和RB1 抑癌基因是腫瘤發(fā)生過程中常見的突變靶點(diǎn)。TP53 編碼的P53通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡，下調(diào)癌基因表達(dá)；視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白（pRB）則通過調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡，維持細(xì)胞生長與凋亡的穩(wěn)態(tài)[16]。P53和pRB 兩者協(xié)調(diào)共同維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)。Gankyrin的C 端環(huán)指結(jié)構(gòu)域通過結(jié)合E3泛素連接酶MDM2 增加P53 泛素化和降解[17]，178LxCxE182 保守基序結(jié)合pRB 并誘導(dǎo)其磷酸化后經(jīng)蛋白酶體途徑降解[18,19]，最終導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控，引發(fā)惡性腫瘤（圖1）。Gankyrin 不僅能夠加速癌細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散，促進(jìn)癌變和轉(zhuǎn)移[20-22]；同時(shí)可以作為非小細(xì)胞型肺癌p-TNM 分期和淋巴轉(zhuǎn)移的預(yù)后因素[23,24]。Gankyrin在多種腫瘤中高表達(dá)的特性以及高相關(guān)性使其越來越受研究人員的關(guān)注。

圖1 Cankyrin通過調(diào)控P53和pRB 活性促進(jìn)癌細(xì)胞增殖。A.DNA 損傷后，p53 陽礙細(xì)胞周期的進(jìn)展,迫使細(xì)胞停留在G1 阻滯狀態(tài)，直到DNA 得以修復(fù)；當(dāng)損傷范圍擴(kuò)大，細(xì)胞就會進(jìn)入凋亡狀態(tài)。Gankyrin通過MDM2和26S蛋白酶體的S6B 亞基結(jié)合，將泛素化的p53 傳遞到蛋白酶體降解，P53 經(jīng)降解后癌細(xì)胞從G1阻滯狀態(tài)進(jìn)入細(xì)胞周期的S 期。B.Gankyrin與pRB 結(jié)合并使其發(fā)生磷酸化，隨后經(jīng)蛋白酶體途徑降解。pRB的降解會使E2F（一種激活細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDKs）的轉(zhuǎn)錄因子）釋放。后者激活CDKs，導(dǎo)致癌結(jié)胞進(jìn)入結(jié)胞周期的S 期。

2 Gankyrin 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和耐藥

Gankyrin通過激活PI3K/AKT/HIF-1α通路促進(jìn)肝癌發(fā)展[14]。PI3K/AKT 信號通路是細(xì)胞調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的核心，影響細(xì)胞的生長、分化和代謝。Gankyrin調(diào)節(jié)PI3K/AKT通路，激活HIF-1α，從而調(diào)控twist相關(guān)蛋白（Twist1）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和基質(zhì)金屬蛋白酶2（MMP-2）等腫瘤增殖和轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白的表達(dá)[25]。過表達(dá)的gankyrin 上調(diào)胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白5（IGFBP-5）促進(jìn)Huh-7 肝癌細(xì)胞的增殖[26]。此外還包括上調(diào)Ras 同源基因家族成員A（RhoA）抑制PTEN 增加PIP3 磷酸化?；罨腜I3K/AKT 信號通路，進(jìn)一步增強(qiáng)gankyrin和cyclin D1的表達(dá)。該機(jī)制已經(jīng)在子宮內(nèi)膜癌和卵巢癌中得到了驗(yàn)證[27,28]。值得注意的是，下調(diào)gankyrin 除了抑制癌細(xì)胞的生長和增殖外，還能增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性（詳見下文），可作為臨床治療腫瘤的潛在靶點(diǎn)[29]。

Wnt/β-catenin通路是一種保守的信號通路，在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、增殖和腫瘤發(fā)生中發(fā)揮重要作用[30,31]。其中β-連環(huán)蛋白（β-catenin）通過調(diào)控c-Myc和cyclin D1 調(diào)節(jié)細(xì)胞生長，糖原合成酶激酶-3（GSK3）輔助過量的β-catenin 降解以保證其穩(wěn)態(tài)。過度激活的Wnt 信號抑制GSK3，導(dǎo)致βcatenin 積累，最終引發(fā)細(xì)胞增殖失控[32]。一項(xiàng)關(guān)于HCC的研究發(fā)現(xiàn)，gankyrin 能夠上調(diào)c-Myc 影響肝癌細(xì)胞的增殖，增強(qiáng)肝癌細(xì)胞的糖酵解和谷氨酰胺的分解，促進(jìn)肝癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和耐藥[33]。Gankyrin與β-catenin 存在正反饋回路，gankyrin上調(diào)β-catenin 轉(zhuǎn)錄活性使β-catenin的表達(dá)增加；同時(shí)過表達(dá)的β-catenin 也增強(qiáng)了gankyrin的表達(dá)，兩者相互作用，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移[34]。Gankyrin與IL-6/STAT3 信號通路也存在正反饋激活。Gankyrin通過促進(jìn)RB 磷酸化調(diào)節(jié)IL-6的表達(dá)，同時(shí)IL-6 經(jīng)IL-6/STAT3 正反饋上調(diào)gankyrin表達(dá)，促進(jìn)cyclin D1和VEGF以及MMP-2和MMP-9表達(dá)，促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖和血管的生成[35]。同樣的作用在非小細(xì)胞型肺癌上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化上也得到了證實(shí)，提示gankyrin 可作為臨床腫瘤惡性程度的參考指標(biāo)[36]。

核轉(zhuǎn)錄因子ReIA/NF-κB 控制機(jī)體許多重要的生物學(xué)功能,包括DNA 轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞增殖及凋亡[37]。NF-κB與細(xì)胞的凋亡密切相關(guān)，通過調(diào)節(jié)促凋亡基因和抗凋亡基因的表達(dá)，影響腫瘤細(xì)胞凋亡[38]。腫瘤細(xì)胞中過度活化的NF-κB 激活下游基因CyclinD1和c-Myc 刺激細(xì)胞生長，導(dǎo)致增殖失控；同時(shí)NF-κB 能夠促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因ICAM-1、MMP-9 等的表達(dá)，加速腫瘤的轉(zhuǎn)移。然而在正常肝細(xì)胞中，低活性的NF-κB 抑制其下游的抗凋亡基因的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤的產(chǎn)生。肝細(xì)胞中高表達(dá)的gnakyrin與ReIA 結(jié)合并通過SIRT1調(diào)節(jié)ReIA 乙?；?，從而抑制NF-κB 轉(zhuǎn)錄活性[39]。Gankyrin的上述致瘤作用可能與減弱NF-κB 抑制抗凋亡基因的表達(dá)有關(guān)，包括MDM2 介導(dǎo)的泛素化和蛋白酶體介導(dǎo)的p53 降解的增加，通過抑制NF-κB 活性，進(jìn)一步促進(jìn)肝癌的發(fā)生[17,40]。

Gankyrin 參與腫瘤細(xì)胞的增殖侵襲和轉(zhuǎn)移，并且與腫瘤細(xì)胞的化療敏感性密切相關(guān)。傳統(tǒng)化療藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡主要是通過TP53 依賴途徑介導(dǎo)的[41]。研究發(fā)現(xiàn)HCC 耐藥的可能與TP53基因的缺陷或者丟失相關(guān)[42]。抑制gankyrin 介導(dǎo)的P53泛素化降解，可以從根源提高腫瘤細(xì)胞的凋亡水平，實(shí)現(xiàn)抗癌藥物敏感化[43]。下調(diào)的gankyrin 可以增強(qiáng)胃癌細(xì)胞對5-氟尿嘧啶和順鉑的化療敏感性[44]。此外，gankyrin 能夠結(jié)合熱休克轉(zhuǎn)錄因子(HSF1)促進(jìn)ATG7表達(dá),增強(qiáng)自噬通量以抵抗HCC患者索拉非尼治療[45]；抑制gankyrin 介導(dǎo)的P53 泛素化可以改善腫瘤細(xì)胞化療不敏感性[19]。有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)在TP53 陰性的肝癌細(xì)胞株Hep3B 中同樣存在敲低gankyrin 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象。表明gankyrin 調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞凋亡存在不依賴P53的通路[46]。Gankyrin 調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞凋亡的相關(guān)通路還有待進(jìn)行深入的研究。

3 基于Gankyrin蛋白的腫瘤治療

一項(xiàng)關(guān)于gankyrin與腫瘤預(yù)后相關(guān)性的薈萃分析結(jié)果顯示gankyrin 可作為新的預(yù)測生物標(biāo)志物和新型治療靶標(biāo)[21,47-49]。該結(jié)果引起了研究者對“gankyrin 抑制”治療的興趣，即對gankyrin基因進(jìn)行不同水平的調(diào)控，包括基因水平、轉(zhuǎn)錄水平、翻譯水平、和翻譯后水平的調(diào)控實(shí)現(xiàn)gankyrin 抑制，改善腫瘤預(yù)后。

小干擾RNA（siRNAs）又稱作非編碼雙鏈RNA，通過RNA 干擾機(jī)制特異性抑制mRNA表達(dá)[50,51]。利用siRNA 下調(diào)gankyrin表達(dá)，通過誘導(dǎo)pRB 去磷酸化抑制細(xì)胞周期G1-S 期相關(guān)基因表達(dá)，使肝癌細(xì)胞增殖受阻，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長[43]。Gankyrin的轉(zhuǎn)錄后水平受miRNA 調(diào)控。miR-214通過下調(diào)gankyrin 抑制骨髓瘤細(xì)胞生長[52]。miR-605 可直接結(jié)合gankyrin的3’UTR 區(qū)域，降低其在肝內(nèi)膽管癌（ICC）中的表達(dá)，通過P53/miR-605/PSMD10/MDM2 正反饋環(huán)抑制ICC細(xì)胞的增殖和侵襲[53]。miR-532-3p通過Gankyrin/AKT 信號通路調(diào)控肝細(xì)胞癌的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移[54]?；趍iRNA 轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控gankyrin表達(dá)對腫瘤表型影響的結(jié)果表明，下調(diào)gankyrin 可以作為臨床上治療癌癥的有效手段，研究和開發(fā)能夠結(jié)合gankyrin 并抑制與之相關(guān)的促癌通路成為今后研究的重點(diǎn)。

表觀遺傳的異常改變在gankyrin 相關(guān)腫瘤的治療方面越來越受重視。甲基化和組蛋白修飾是兩種最常見的表觀遺傳修飾，通過影響相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)節(jié)該基因的表達(dá)[12]。長鏈非編碼RNA Linc-GALH通過泛素化降解DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMTs），使gankyrin 發(fā)生去甲基化[55]，組蛋白去乙?；福℉DAC）通過去除組蛋白上的乙?；?，改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)象使轉(zhuǎn)錄失活[56]。研究發(fā)現(xiàn)組蛋白去乙?；福℉DAC）在調(diào)節(jié)gankyrin表達(dá)方面存在多效應(yīng)。廣譜組蛋白去乙?；敢种苿㎜BH589通過阻斷Gankyrin/STAT3/AKT 信號通路,改善HCCs的增殖和轉(zhuǎn)移[57]；然而,上調(diào)的HDAC同樣可以和gankyrin 啟動子區(qū)C/EBPb 轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，通過抑制C/EBP 依賴性啟動子發(fā)揮下調(diào)gankyrin表達(dá)的作用[58]。綜上，HDAC 可作為靶向gankyrin 治療癌癥的潛在靶點(diǎn)。

最近的研究側(cè)重于gankyrin蛋白表面的蛋白-蛋白相互作用（protein-protein interactions，PPI）。Gankyrin PPI 可以調(diào)節(jié)機(jī)體的腫瘤抑制蛋白P53和pRB，從而實(shí)現(xiàn)gankyrin的促癌作用。因此，破壞或抑制gankyrin蛋白表面PPIs 成為了gankyrin靶向治療癌癥的新策略。已有相關(guān)研究證明小分子合成蛋白Gankyrin binding protein (GBPs)能夠通過靶向gankyrin的PPI，調(diào)節(jié)gankyrin與S6 ATP 酶之間的相互作用，從而抑制Gankyrin/MDM2依賴的P53 泛素化[59]。同樣的作用在小分子cjoc42中也得到了證實(shí)[60]。雖然關(guān)于gankyrin PPI 抑制劑的研究已經(jīng)取得的了初步的進(jìn)展，但是目前尚未發(fā)現(xiàn)能夠特異性結(jié)合gankyrin的PPI 抑制劑，該領(lǐng)域還有待進(jìn)行深入的研究。

4 總結(jié)

Gankyrin 作為新型致癌蛋白，被認(rèn)為是許多腫瘤的生物標(biāo)志物[61]。Gankyrin通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞內(nèi)抑癌基因P53和pRB的活性和數(shù)量，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞過度增殖，引發(fā)惡性腫瘤。除此之外，gankyrin 還能調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞生長、增殖相關(guān)的信號通路，包括PI3K/AKT信號通路、Wnt/β-catenin通路、IL-6/STAT3、核轉(zhuǎn)錄因子ReIA/NF-κB 等促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。降低腫瘤細(xì)胞gankyrin水平能夠增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性，其作用機(jī)制包括gankyrin 介導(dǎo)的P53 降解減弱和自噬抑制。綜上，腫瘤組織中特異性表達(dá)的gankyrin 不僅可以作為臨床上多種腫瘤的診斷標(biāo)志，同時(shí)還能作為治療和改善腫瘤化療耐藥的潛在靶點(diǎn)，見圖2。利用小干擾RNA（siRNA）、表觀遺傳修飾、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控等方式調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)gankyrin水平以及破壞gankyrin表面PPI 從而降低其生物學(xué)活性達(dá)到抑制腫瘤的作用，成為了gankyrin靶向治療的重要手段。小分子合成蛋白（GBPs）和cjoc42 正是基于上述作用機(jī)制實(shí)現(xiàn)腫瘤的治療。雖然關(guān)于gankyrin PPI的研究已經(jīng)有了很大的收獲，但是尚未發(fā)現(xiàn)直接的gankyrin 結(jié)合物能夠調(diào)節(jié)癌細(xì)胞內(nèi)的gankyrin蛋白，在這方面，仍然存在很大的空間和挑戰(zhàn)。

圖2 Gankyrin 相關(guān)功能模式圖