Ebp1在腫瘤增殖和侵襲中的研究進展*

劉 媛 張 飛 牛瑞芳

·國家基金研究進展綜述·

Ebp1在腫瘤增殖和侵襲中的研究進展*

劉 媛 張 飛 牛瑞芳

腫瘤細胞的惡性增殖和浸潤轉移是影響腫瘤發展和治療效果的重要因素，了解調控增殖和轉移的影響因子及其分子機制對腫瘤早期的診斷和臨床治療意義重大。本文系統總結了增殖相關蛋白PA2G4（proliferation associated 2G4）家族成員Ebp1在多種腫瘤中的表達情況及其對細胞周期、細胞凋亡和分化、細胞遷移等方面的影響，并歸納了Ebp1影響腫瘤增殖和遷移的分子機制。Ebp在多種腫瘤中表達降低且與腫瘤的增殖和遷移呈負相關，并主要通過抑制周期相關蛋白的轉錄、調控影響腫瘤發展的信號通路。

Ebp1 腫瘤進展 增殖 細胞周期 侵襲

近些年來腫瘤的發病率和死亡率日益增加，成為人類健康的最大威脅之一［1］，而轉移的發生則是影響腫瘤預后的重要因素。Ebp1是在研究ErbB3信號通路過程中，通過酵母雙雜交技術分離得到的ErbB3的結合蛋白［2］，后證實該蛋白由人PA2G4基因編碼，與鼠細胞周期調控蛋白p38-2G4同源［3］。Ebp1不但在人類正常細胞如造血細胞中存在，而且在多種腫瘤細胞中異常表達，如前列腺癌［4］、膀胱癌［5］、乳腺癌［6］等，且與腫瘤的病理分級、臨床分期和預后關系密切。研究證實Ebp1通過調節細胞生長、分化和凋亡來影響腫瘤細胞的增殖和遷移［7］。

1 Ebp1的結構和生理功能

Ebp1由394個氨基酸組成，分子量約為43kD，其中C端包含5個酪蛋白激酶Ⅱ的磷酸化位點和6個蛋白激酶C的磷酸化位點，同時也是與其他分子發生相互作用區域，其中Ebp1第360位絲氨酸的磷酸化是調節其在細胞內定位的決定因素。Ebp1的晶體結構為四棱體P41212或P43212結構［8］，餅狀折疊，結構與酶相同但無活性，此外，Ebp1結構上有RNA的結合位點，受C端絲氨酸360位磷酸化的調節［9］。

Ebp1的編碼基因PA2G4與鼠細胞周期蛋白的編碼基因p38-2G4同源，因此，Ebp1可以調節細胞的增殖和凋亡。Horvath等［10］2006年證實了改變stEbp1（馬鈴薯中提取的人類Ebp1的同源體）蛋白表達量可以影響植物的生長，在發育早期stEbp1可以縮短細胞分裂時間從而促進細胞增殖；而在分裂后期則可以引起細胞膨脹。在人類前列腺癌［4］、口腔癌［11］、肝癌［12］等細胞中過表達Ebp1將會抑制細胞的增殖和遷移。隨著研究的深入，發現Ebp1的兩種亞型對腫瘤存在相反的作用。2007年Liu等［13］首次報道Ebp1包括兩種亞型p48和p42，二者在細胞內的定位有所差異，而且對細胞的生物學作用也不同。p48定位于細胞質和細胞核，其過表達能夠抑制細胞凋亡，并促進細胞增殖；而p42主要定位于細胞質，能夠促進細胞分化，其過表達則會抑制細胞增殖，目前的研究認為Ebp1在腫瘤細胞中的生物學作用主要依賴p42的作用。

2 Ebp1與腫瘤發生發展的關系

2.1 Ebp1在腫瘤中的表達

Ebp1作為抑癌因子在多種腫瘤中異常表達，且與正常組織相比表達水平均有明顯的降低。研究證實在賁門癌［14］、前列腺癌［15］、乳腺癌［16］、人唾液腺樣囊性癌［17-18］、膀胱癌［5］和肝癌［12］中，Ebp1的mRNA水平和蛋白表達水平較正常組織均降低，而且Ebp1表達水平與腫瘤的病理分級及臨床分期呈正相關。此外，在轉移性腺樣囊性癌組織中，Ebp1的表達較正常組織有明顯的降低，提示Ebp1的表達與腫瘤細胞的遷移正相關［17］。隨著研究的深入，發現Ebp1不同亞型在腫瘤中的表達有所差異。Kim等［19］證實了膠質瘤細胞中p48亞型特異性高表達，導致預后較差。

2.2 Ebp1對腫瘤細胞增殖的影響

研究表明Ebp1的生物學功能與腫瘤細胞的增殖密切相關，過表達Ebp1將會導致腫瘤細胞的增殖能力明顯降低，相反地，特異性干擾Ebp1的表達可以促進腫瘤的生長，這在多種腫瘤中已經得到證實，如He等［5］證實了高表達Ebp1將導致G0/G1期阻滯，從而抑制了膀胱癌細胞的增殖。Zhang等［15］在前列腺癌細胞LNCaP中過表達Ebp1，抑制了ErbB3配體heregulin（HRG）導致的AKT磷酸化，進而抑制了細胞的增殖；相反，特異性干擾Ebp1的表達，促進了HRG誘導的細胞增殖。同樣的，在ErbB2/3陽性的乳腺癌細胞中過表達Ebp1，抑制了HRG誘導的細胞增殖［20］。Mei等［11］也在口腔癌中證實了Ebp1抑制腫瘤增殖，研究表明在口腔癌細胞高密度培養條件下，Ebp1發生核轉位，促進平足蛋白的轉錄，從而促進腫瘤細胞的增殖。此外，Ebp1不同亞型對腫瘤增殖的影響有所不同，p42調節細胞周期抑制細胞增殖，而p48則調節細胞生存促進細胞增殖［19，21］。

2.3 Ebp1對腫瘤細胞遷移和侵襲的影響

近些年的研究表明，Ebp1不但影響腫瘤細胞的增殖，而且調節腫瘤細胞的遷移和侵襲，這為解決腫瘤遠處轉移的難題開辟了新的思路。Sun等［17］比較了唾液腺樣囊性癌原發病灶組織和轉移病灶包括淋巴、肺和神經組織中Ebp1含量，發現轉移病灶組織中Ebp1的表達量低于原發病灶，進一步的研究證實Ebp1調控細胞動力和侵襲因子如MMP9、E-Cadherin和ICAM-1的表達。Ebp1還可以影響前列腺癌的遷移和侵襲能力，Zhang等［22］證實轉移性前列腺癌細胞中Ebp1表達降低導致前梯度蛋白2（anterior gradient protein2，AGR2）轉錄抑制作用減弱，促進腫瘤的遷移和侵襲。Ebp1對腫瘤細胞遷移和侵襲的抑制作用也在肝癌［12］、非小細胞肺癌［11］、腦腫瘤［19］中得到證實。

2.4 Ebp1對腫瘤細胞凋亡和分化的影響

腫瘤細胞的凋亡和分化對腫瘤的發生發展意義重大，研究證實Ebp1在調控細胞凋亡和分化方面有一定作用。Ebp1被蛋白激酶C（Protein kinase C，PKC）磷酸化后發生核轉位，抑制凋亡DNA的修復，促進腫瘤細胞的生存和分化［23］。當降表達Ebp1或抑制其磷酸化位點后，凋亡DNA發生修復和分化，細胞生存能力增強［24］。進一步研究表明不同亞型Ebp1在調節細胞凋亡和分化過程中作用截然相反，在前列腺癌細胞PC12中p48抑制細胞凋亡，而p42抑制細胞分化。Okada等［21］也證實了p42與p48分別調節前列腺癌細胞的生存和增殖。

2.5 Ebp1調控腫瘤增殖和侵襲的分子機制

2.5.1 與抑癌基因Rb、Sin3A（Paired amphipathic helix protein）、HDAC2（組織蛋白去乙酰化酶2）形成轉錄抑制復合體 HRG處理腫瘤細胞后，Ebp1與ErbB3分離發生核轉位，與Rb蛋白［25］、Sin3A［26］和HDAC2［27］形成轉錄抑制復合體，從而抑制轉錄因子E2F1和周期相關蛋白CyclinD1、CyclinE啟動子的轉錄，誘導癌細胞分化。進一步研究證實Ebp1通過C端72個氨基酸與Rb、HADC2結合，且在MCF-7細胞中通過Rb與E2F1間接結合，Sin3A通過C端HDAC2結合域與Ebp1結合，形成轉錄抑制復合體，參與轉錄調控，從而對腫瘤細胞的增殖發揮作用［28］。

2.5.2 與B23結合抑制凋亡 B23蛋白是公認的腫瘤標志物和癌基因，表達增加可促進腫瘤細胞的增殖和生存。Okada等［21］發現Ebp1-p42亞型特異性與B23相互作用，在EGF刺激下發生Ser360磷酸化與B23結合，而p48與B23持續性結合且不依賴與B23類泛素化。但是，B23未類泛素化的突變體在無EGF刺激下也可促進p42的核轉位并發生相互作用。沉默Ebp1或B23的表達，將會抑制核糖體的生物合成和細胞增殖［21］。

2.5.3 Ebp1-Foxa-AGR2信號通路調節轉移能力 發育性基因前梯度蛋白2（anterior gradient protein 2，AGR2）失調與前列腺癌轉移性表型有關，AGR2高表達可提高非轉移性的前列腺癌LNCaP細胞的侵襲和轉移能力；而降低轉移性的衍生物中AGR2表達可抑制其侵襲。有研究顯示，Ebpl可以抑制AGR2轉錄，降低LNCaP的轉移能力；而降表達Ebpl后，Foxal和Foxa2激活AGR2啟動子，AGR2表達增加，腫瘤轉移能力增強。在前列腺癌和原位癌中，Ebpl和AGR2表達水平呈負相關。這個研究揭示了Ebpl-Foxa-AGR2信號通路與轉移性前列腺癌間存在的功能性聯系［22］。

2.5.4 與絲氨酸/蘇氨酸激酶Akt結合 核內Akt在細胞生存和凋亡中起重要作用，PKC激活Ebp1發生磷酸化并入核與Akt結合。Ebp1是凋亡蛋白酶的作用基質，當從第一個ATG翻譯的p42抑制了凋亡的發生，而從第二個ATG翻譯的p48則被降解，PKC的磷酸化抑制了腫瘤細胞的凋亡［29］。HRG誘導的Akt激活在Ebpl穩定轉染產物中下調，但是轉染激活的Akt后能夠恢復細胞對Heregulin的反應性生長［30］。

2.5.5 調節podoplanin蛋白表達 podoplanin蛋白在多種腫瘤中廣泛表達，可以促進OSCC的腫瘤發展，惡性腫瘤中，Ebp1的低表達促進podoplanin的表達。在大多數OSCC腫瘤細胞系低密度培養時podoplanin蛋白表達量極低，但是當腫瘤細胞密度高時podoplanin蛋白表達量和mRNA量均升高。上調Ebp1表達量，Ebp1入核與podoplanin蛋白啟動子結合促進其轉錄和翻譯。相反，下調Ebp1后podoplanin蛋白水平降低，同時腫瘤細胞增殖侵襲能力降低［18］。臨床81例病例分析表明Ebp1與OSCC惡性程度相關［11］。

2.5.6 調節HDM2-P53 Ebp1的兩個亞型P42和p48在腫瘤進展中有著相反的生物學作用，Kim等［19］證實在腦膠質瘤中P48可以促進腫瘤的增殖和侵襲能力，p48通過與周期相關蛋白p53的E3連接酶HDM2結合促進p53的類泛素化降解，從而降低p53的表達，抑制損傷DNA修復，促進細胞凋亡，進而影響腫瘤的生長和轉移。

3 結語

Ebp1、ErbB3結合蛋白，廣泛表達于植物、真核生物及人類正常和腫瘤細胞內，參與調控轉錄和翻譯等過程，影響細胞增殖和分化，尤其對于探索腫瘤的發生發展意義重大。研究證實降表達Ebp1后，腫瘤細胞增殖能力和遷移侵襲能力增強，提示Ebp1可能是一種抑癌因子。隨著研究的深入，Ebp1不同亞型在腫瘤發生發展中相反的生物學作用為Ebp1在腫瘤中的角色進行了重新定位。p42抑制腫瘤的發生發展而p48促進腫瘤的發生發展，其中的分子機制雖得到一定的解析，但尚不明確。p42和p48不同的生物學作用可能是其參與的分子通路不同所致，也可能是與不同的調控因子發生相互作用有關，尚需進一步研究證實。因此，探討和分析Ebp1不同亞型調控腫瘤發生發展的分子機制是未來Ebp1研究的熱點，也有望為腫瘤基因治療開拓新的道路。

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（2014-08-19收稿）

（2014-10-26修回）

（本文編輯：鄭莉）

Development of Ebp1 in tumor proliferation and invasion

Yuan LIU,Fei ZHANG,Ruifang NIU

Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital,National Clinical Research Center of Cancer,Key Laboratory of Breast Cancer Prevention and Therapy,Tianjin 300060,China

Ruifang NIU;E-mail:niuruifang@tjmuch.com

This work summarizes the research development and molecular mechanism of Ebp1,a member of the proliferation-associated 2G4 family,in tumor proliferation and invasion.This research serves as a basis and support for further research on the mechanism of tumor proliferation and invasion.The low expression of Ebp1 in various cancers promotes tumor proliferation and invasion.Ebp1 inhibits E2F1,cyclin D1,and cyclin E transcription by interacting with Rb,human histone deacetylase 2,and the transcriptional repressor Sin3A.This inhibition triggers cell cycle arrest and suppresses cell proliferation.Ebp1 also influences cancer invasion and migration.However,the underlying mechanisms remain unknown and require further exploration.

Ebp1,tumor progression,proliferation,cell cycle,invasion

10.3969/j.issn.1000-8179.20141418

天津醫科大學腫瘤醫院，國家腫瘤臨床醫學研究中心，天津市腫瘤防治重點實驗室（天津市300060）

*本文課題受國家自然科學基金項目（編號：81071731，81372844）資助

牛瑞芳 niuruifang@tjmuch.com

This work was supported by the Natural Natural Science Foundation of China(Nos.81071731 and 81372844)

劉媛 專業方向為生物化學與分子生物學。

E-mail：Liuyuan306@126.com