LRIG1在惡性腫瘤中的研究進展

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LRIG1在惡性腫瘤中的研究進展

毛銳綜述安云婷審校

作者單位：330000 南昌大學研究生院醫學部2012級(毛銳)；330006 江西省婦幼保健院腫瘤科(安云婷)

關鍵詞：LRIG1；EGFR；抑癌基因；惡性腫瘤

LRIG是新發現的一種基因，其家族成員包括LRIG1、LRIG2和LRIG3。目前研究較多的是LRIG1，且研究證實在人體正常組織內廣泛表達而在大部分腫瘤中表達下調或缺失，提示其可能作為一種抑癌基因，調控腫瘤細胞的生長、增殖、侵襲、轉移[1]。現就近幾年LRIG1與幾種惡性腫瘤之間的研究予以綜述。

1LRIG1的結構

LRIG1的小鼠同源基因是Lrig1，該基因定位于人染色體3p14.3位點上，是人類惡性腫瘤中頻繁被刪除的區域，包括乳腺癌和肺癌等[2]。LRIG1是2001年Nilsson[3]等在基因組中發現的與果蠅Kekkon-1基因同源的一類基因，是由4 963個核苷酸組成，其中包括1個完整的讀碼框架和3＇ 端的非編碼區，轉錄后的mRNA有4 812個核苷酸；其中讀碼框架編碼的蛋白質由1 093個氨基酸組成，其編碼是1種包括胞外段、跨膜段和胞內段3個部分的跨膜蛋白，胞外段由15個亮氨酸重復序列和3個c2型免疫球蛋白樣結構域組成，該基因表達的蛋白有6個潛在的N端糖基化位點，胞內段有1個蛋白激酶C磷酸化位點，1個cAMP或cGMP依賴的蛋白激酶磷酸化位點以及6個Ⅱ型酪蛋白激酶磷酸化位點[4]。該基因在人體內各組織中幾乎均有不同程度的表達，其中在腦、肺、腎中表達較高。目前LRIG1基因的檢測方法主要有熒光原位雜交、反轉錄聚合酶鏈反應技術等，且檢測技術的靈敏度及精確度正在逐步提高[5]。

2LRIG1在腫瘤中的作用

敲除Lrig1基因的小鼠顯示出腸干細胞的過度增殖并自發發展成腸道腫瘤及表皮的過度增生[6]，且LRIG1在人體正常組織內廣泛表達而在大部分腫瘤中表達下調或缺失，由此推測LRIG1在大部分腫瘤中可能主要是起到抑癌基因的作用。目前對LRIG1在腫瘤中作用機制的認識主要是研究LRIG1與PTK家族(主要包括ErbB、RET、MET等)之間的相互作用。Gal等[7]研究發現：LRIG1在哺乳動物中是受體酪氨酸激酶信號傳導的負反饋調節器，通過胞外15個亮氨酸重復序列與PTKs結合及結合細胞質泛素連接酶c-Cbl等，加速受體的泛素化及降解負調控PTKs,從而抑制細胞的過度增殖。Ledda等[8]報道LRIG1可以與Ret相互作用形成LRIG1/Ret復合體，主要是抑制GDNF黏附、Ret重新黏附到細胞膜脂肪微區域、Ret受體自身磷酸化和MAPK對GDNF的反應。David等[9]發現MET受體與HER2聯合可破壞細胞間的連接，協同促進細胞侵襲，LRIG1可通過c-Cbl途徑來調節Met受體的降解，從而拮抗Her2和Met在細胞侵襲方面的協同作用。Goldoni等[10]報道蛋白LRIG1胞外段組成的可溶性富含亮氨酸蛋白可以抑制EGFR的活性，對依賴EGFR表達陽性的腫瘤細胞有抑制生長作用，如A431、HeI a和MDA 468。Stutz等[11]最近研究發現在EGFR的第三種突變體(EGFRvⅢ)高表達的細胞中恢復LRIG1表達的可以通過影響EGFRvⅢ的穩定性或使其降解起到抑制腫瘤細胞侵襲或對傳統治療方式抵抗的作用。推測可通過基因重組、質粒轉染等方法，上調具有抑癌基因作用的LRIG1，有望成為腫瘤基因治療新的靶點。可見，LRIG1基因主要是通過抑制PTKs家族的表達而發揮抑癌基因的作用，通過抑制細胞過度生長、增殖、侵襲、轉移，從而遏制腫瘤形成。抑癌基因本身的失活亦可導致腫瘤的發生。

大多數腫瘤中LRIG1表達缺失或減弱，而在有些腫瘤中表達上調[12]。Hakan等[12]研究發現LRIG1在前列腺癌、肺癌、星形細胞瘤及白血病患者體內高表達，在乳腺癌及大腸癌中的表達較復雜。在星形細胞瘤中，LRIG蛋白在核周表達的患者預后更好、生存率更高，而蛋白在細胞質表達的則預后較差。說明LRIG蛋白的表達水平是重要的決定因素，但該蛋白的亞細胞定位也表現出顯著的生物學意義。推測LRIG1在有些腫瘤中因蛋白的亞細胞定位不同可能還發揮著癌基因和抑癌基因的雙重作用。Marcus等[13]使用免疫組織化學法檢查2組前列腺癌患者中LRIG1的表達發現：在觀察期待治療的組中LRIG1的高表達與患者預后呈負相關，而在手術治療的患者中呈正相關，說明手術、腫瘤負荷、激素療法開始的時間和患者的年齡均影響LRIG1的表達。

3LRIG1與惡性腫瘤

3.1LRIG1與膠質瘤

膠質瘤為起源于神經膠質細胞的腫瘤，是最常見的原發性顱內腫瘤，惡性膠質瘤占77.5%，其病程發展快，死亡率高，從最初診斷到死亡不足1年[14]，嚴重威脅患者的生命健康。目前LRIG1與膠質瘤的相關研究主要集中在作用機制上，為膠質瘤的早期診治提供新的參考。

在膠質瘤作用機制方面，FENG等[15]通過PCR、免疫組化等方法研究了LRIG1在膠質瘤的作用，發現在細胞中LRIG1的高表達改變了細胞周期調控蛋白cyclinD1的表達模式，導致于G0/G1細胞周期的延時，從而抑制細胞的增殖。Xin-yao等[16]在培養的U87膠質瘤細胞的研究表明：在LRIG1表達上調的U87細胞中，EGFR及其下游信號傳導通道Akt/mTORC1均表達下調，而通過RNAi敲除LRIG1基因恢復Akt的活化可使U87細胞大量增殖，表明LRIG1通過抑制EGFR及Akt/mTORC1引起細胞生長抑制及凋亡。Ruifan等[17]研究表明：在LRIG1基因低表達的GL15膠質瘤細胞中EGFR及下游PI3K/Akt和MAPK/ERK信號通路均激活，且與細胞侵襲能力密切相關的MMPs的活性明顯增強，因此GL15細胞通過EGFR/Akt/c-Myc的活化增加侵襲能力。可見LRIG1通過抑制EGFR及其下游信號通路的活化，負調控膠質瘤細胞的增殖、遷移和侵襲，促進細胞凋亡，從而起到抑癌基因的作用。在膠質瘤的治療方面，肖群根等[18]使用脂質體介導的基因轉染技術提高LRIG1表達后發現,細胞內EGFR表達明顯下降，抗凋亡蛋白Bcl-2明顯下降，凋亡相關蛋白Bax、Caspase-3升高;LRIG1在胞外通過LRR區與EGFR結合，胞內段通過E3泛素連接酶c-Cbl與EGFR形成復合體，使EGFR泛素化，內吞，最后降解，抑制EGFR信號通路，從而改善細胞對化療藥順鉑的敏感性。Xu-chen等[19]最新報道：膠質瘤U251細胞中，LRIG1與EGFR的表達呈負相關，通過抑制表皮生長因子受體的表達和其下游信號通路的激活，從而干擾Bcl-2/Topo-2的表達，使細胞對化療藥物替莫唑胺的敏感性增強。化療抵抗通常與RTKs的過度表達或異常激活有關，而LRIG1可負調控RTKs受體的激活。LRIG1在膠質瘤化療藥物的研究方面具有廣闊的應用前景，有望成為基因治療的新靶點。

3.2LRIG1與乳腺癌

乳腺癌是一種常見的惡性腫瘤，近年來其發病率一直上升，在女性惡性腫瘤中排第1位。據統計，約70%乳腺癌中ER表達為陽性，通常認為此類腫瘤較HER2高表達性乳腺癌的預后好，主要在于其受益于內分泌激素拮抗治療。CORY等[20]研究從蛋白水平分析LRIG1和ErbB2在乳腺癌中表達情況發現，大多數乳腺癌中ErbB2與LRIGl的基因表達均增加，但在蛋白質水平LRIG1的表達降低，提示LRIG1在乳腺癌中起抑癌基因的作用。LRIG1在乳腺癌中的作用機制主要是其與ErbB家族成員中的ErbB2相互作用。Miller等[21]發現，LRIG1的表達在ErbB2陽性的人乳腺癌和ErbB2誘導的乳腺癌老鼠中受到抑制，應用RNA敲除LRIG1表達后，在乳腺癌細胞株MDAMB-453和BT474中發現ErbB2表達增加，細胞增殖也相應增加，而使LRIG1過表達則ErbB2表達和細胞增殖增加的情況將逆轉。Sheryl等[22]研究顯示在ER陽性的乳腺癌細胞中LRIG1表達較高，通過基因芯片等技術進而表明LRIG1是ER的直接轉錄靶點，說明其是受雌激素調節表達的生長抑制基因。隨后Sheryl等[22]在ZR75-1細胞中敲除LRIG1后雌激素的非依賴性生長明顯增強，LRIG1損失的乳腺癌細胞對激素拮抗治療敏感性降低。提示LRIG1可抑制E2依賴的腫瘤細胞的生長，從而延長無復發生存期。推測,LRIG1能抑制乳腺癌細胞的生長和增殖，提高對治療的敏感性。有望成為乳腺癌患者新的預后標志物。

3.3LRIG1與宮頸癌

在婦女腫瘤中，宮頸癌的發生率位居第二，僅次于乳腺癌。近年來年輕宮頸癌及宮頸腺癌患者有明顯上升趨勢。研究已經證實HPV感染是引起宮頸病變的主要原因[23]。在宮頸癌中LRIG1通過抑制PTKs的表達起到抑癌基因的作用。Lindstrom等[24]通過免疫組化等方法研究發現LRIG1在正常組織及宮頸病變組織中的表達隨著宮頸病變級別的增加而降低，表明LRIG1參與了宮頸病變的發生與發展過程。Hellberg等[25]研究表明LRIG1的表達與抑癌基因FHIT及HPV的表達呈正相關，在早期宮頸癌中是一個良好的預后指標。SUSANNE等[26]通過PCR技術檢測分析發現在宮頸腺癌組織中LRIG1均是在細胞質中表達、與HPV的表達呈正相關，LRIG1的表達與宮頸癌的生存率呈正相關。且研究表明LRIG1的胞外結構域可以通過旁分泌的方式抑制相鄰的細胞生長因子的增殖。這種非細胞自主生長因子受體信號傳導的抑制可能是治療宮頸癌的一個策略，因而可成為治療的潛在靶點。HAKAN等[27]等通過研究宮頸癌中LRIG1與LRIG2的表達發現，兩者在宮頸癌中的作用截然相反，LRIG1在宮頸鱗癌中與生存率相關，是一個獨立的預后因素。

3.4LRIG1與膀胱癌

膀胱癌在泌尿系統腫瘤中排名第一，其惡性程度較高，一旦發生轉移，患者的生存率將顯著下降[28]。EGFR在多種類型的腫瘤細胞中過度表達，在膀胱癌中，EGFR主要通過過度表達的方式，借助自分泌和旁分泌途徑引起信號轉導的不適當增強，在膀胱癌細胞的生長中發揮重要作用[29]。Yang等[30]運用MTT法與Western blot雜交檢測轉染LRIG1基因后的膀胱癌細胞BIU87發現，LRIG1蛋白水平高表達而EGFR低表達，兩者呈負相關。這表明，LRIG1可能參與EGFR的負反饋調節，通過抑制其表達從而抑制膀胱癌細胞的生長、增殖。葉章群等[31]使用基因轉染技術將pLRIG1-GFP質粒轉染人膀胱癌細胞，LRIG1的基因及蛋白水平明顯升高，觀察發現細胞的侵襲能力明顯下降，表明LRIG1對BIU87細胞株的侵襲能力有明顯的抑制作用，且在BIU87細胞中存在EGFR過表達的情況。LRIG1可能通過下調EGFR的表達和抑制PLC-PKC傳導通路，從而降低了BIU87細胞的侵襲能力。隨后Yang等[32]在膀胱癌EJ/T24細胞株中發現LRIG1聯合順鉑培養的細胞DNA損傷程度最高，且通過熒光激活細胞分選技術發現含有LRIG1及順鉑的細胞明顯在S期停滯并出現凋亡。順鉑主要是通過損傷腫瘤細胞DNA以達到化療的目的。此研究表明，LRIG1與順鉑協同可促使DNA損傷、促進細胞凋亡，從而減少化療抵抗，以提高膀胱癌的化療反應。

綜上，近年來，LRIG1基因在各惡性腫瘤中的研究已逐步深入，越來越多的研究表明LRIG1在腫瘤的發生、發展過程中可能起著重要的作用。其主要是參與EGFR的負反饋調節來抑制腫瘤細胞的增殖侵襲、促進細胞的凋亡而起到抑癌基因的作用。它在部分腫瘤中與化療藥物有協同治療作用，具有良好的臨床應用前景，有望成為新一代的腫瘤基因治療靶點。但LRIG1在惡性腫瘤方面的研究多數是通過體外觀察到的這些信號變化而得出的，所以是否能應用于人體疾病治療還需要進一步的前瞻性研究。

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(編輯：甘艷)

(收稿日期2015-01-20修回日期 2015-03-10)

文章編號：1001-5930(2015)04-0625-04

中圖分類號：R730

文獻標識碼：B

DOI：10.3969/j.issn.1001-5930.2015.04.049