乳腺癌缺失基因在關(guān)于胃癌發(fā)生機(jī)制方面的研究進(jìn)展

汪洋，還勇為，焦峰

(蚌埠醫(yī)學(xué)院附屬解放軍82醫(yī)院 普外科，江蘇 淮安 223001)

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·綜 述·

乳腺癌缺失基因在關(guān)于胃癌發(fā)生機(jī)制方面的研究進(jìn)展

汪洋，還勇為，焦峰

(蚌埠醫(yī)學(xué)院附屬解放軍82醫(yī)院 普外科，江蘇 淮安 223001)

乳腺癌組織缺失基因1(deleted in breast cancer- 1，DBC1)作為一種近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的基因已經(jīng)被證實(shí)參與胃癌等多種腫瘤的形成和發(fā)展，但具體機(jī)制仍所知甚少。通過沉默交配信息校準(zhǔn)2同系物(silent mating type inforation regulation 2 homolog 1，SIRT1)去乙酰化活性的負(fù)調(diào)控，以及與其他因子如酪氨酸激酶2α(CK2α)、核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF- κB)、蛋白激酶等的相互作用，DBC1對(duì)胃癌的發(fā)生、進(jìn)展以及預(yù)后有一定影響。因此，DBC1作為治療胃癌的新靶點(diǎn)逐漸為人們所重視，使我們對(duì)防治胃癌有了進(jìn)一步的了解和突破。

乳腺癌缺失基因； 酪蛋白激酶Ⅱ； 沉默交配信息校準(zhǔn)2同系物； 核轉(zhuǎn)錄因子κB； 綜述

乳腺癌組織缺失基因1(deleted in breast cancer- 1，DBC1)是2002年新發(fā)現(xiàn)的一種基因，因?yàn)樽钤绨l(fā)現(xiàn)其在乳腺癌組織中缺失而得名。DBC1位于人類染色體8p21，屬于Rho GTPases基因家族。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明這個(gè)家族所參與的信號(hào)傳導(dǎo)與腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展有一定的聯(lián)系[1]。通過最近的針對(duì)組蛋白去乙酰化酶和核受體的質(zhì)譜研究，發(fā)現(xiàn)DBC1作為一種轉(zhuǎn)錄過程的主調(diào)節(jié)器與人類腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)。通過沉默交配信息校準(zhǔn)2同系物(silent mating type inforation regulation 2 homolog 1，SIRT1)去乙酰化活性的負(fù)調(diào)控，DBC1對(duì)基因表達(dá)、下游的細(xì)胞通路和相關(guān)的人類疾病有廣泛的影響[2]。下面就近年來(lái)DBC1在胃癌發(fā)生機(jī)制方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 DBC1作為SIRT1抑制劑參與胃癌的機(jī)制

SIRT1可以通過細(xì)胞周期中的一些分子及細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)蛋白來(lái)發(fā)揮脫乙酰化作用使細(xì)胞存活[3]，延長(zhǎng)細(xì)胞壽命，從而減緩組織器官的衰老，是早已經(jīng)被證明的長(zhǎng)壽基因。可以推斷，當(dāng)SIRT1存在于腫瘤細(xì)胞中時(shí)，可能也會(huì)因此對(duì)腫瘤細(xì)胞的增殖分化起正向調(diào)節(jié)作用，從而使其發(fā)生和轉(zhuǎn)移等過程效率都有所提高。就目前醫(yī)學(xué)研究所知，p53基因在DNA的結(jié)合和修復(fù)以及細(xì)胞的凋亡和分化中起到重要作用，相關(guān)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，細(xì)胞DNA受到損傷的時(shí)候，P53蛋白可以通過“細(xì)胞程序性死亡”而引發(fā)細(xì)胞凋亡，從而起到抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的作用[4]。DBC1可以通過調(diào)節(jié)p53從而在腫瘤抑制中起重要作用。Qin等[5]在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，DBC1的缺失導(dǎo)致P53減少。鼠雙微染色體2(murine double mimute2，MDM2)可以通過不同的通路參與P53的功能調(diào)節(jié)，從而進(jìn)一步參與細(xì)胞增殖和凋亡的過程。DBC1可以通過與MDM2競(jìng)爭(zhēng)，然后與P53結(jié)合并穩(wěn)定[5]。而近年來(lái)發(fā)現(xiàn)P53是SIRT1的酶解底物，SIRT1磷酸化通過一磷酸腺苷(AMP)激活的蛋白激酶完成，然后調(diào)控p53的乙酰化[6]，而SIRT1使P53脫乙酰化后P53介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡作用減弱。研究還證實(shí)，DBC1可以與SIRT1形成穩(wěn)定的復(fù)合體，ATM/ATR介導(dǎo)的DBC1磷酸化促進(jìn)DBC1與SIRT1結(jié)合，從而降低了SIRT1的活性，進(jìn)一步使SIRT1對(duì)于P53的作用減弱,DBC1是SIRT1的負(fù)性調(diào)節(jié)劑。而DBC1經(jīng)乙酰化修飾的位點(diǎn)是在其兩末端的賴氨酸殘基K112和K215，對(duì)K112和K215乙酰化可以抑制DBC1- SRIT1結(jié)合，并且增加SIRT1脫乙酰化酶活性。而SIRT1促進(jìn)DBC1脫乙酰化，這一機(jī)制穩(wěn)定了DBC1- SRIT1組合的存在，也限制了SIRT1活性[7- 8]。

Noguchi等[9]實(shí)驗(yàn)證明，在胃癌的發(fā)展中，SIRT1的表達(dá)與不良預(yù)后相關(guān)，而DBC1與好的預(yù)后有關(guān)。在51例胃癌組織中，通過免疫印跡法評(píng)估SIRT1的表達(dá)，在557例胃癌患者中，通過免疫組織化學(xué)法評(píng)估了乙酰化組蛋白H4K16、DBC1、p53、SIRT1和乙酰化組蛋白H3K9的表達(dá)。免疫印跡法評(píng)估顯示，SIRT1的高表達(dá)與惡性腫瘤的發(fā)展、淋巴入侵陽(yáng)性、靜脈入侵陽(yáng)性及晚期階段有統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系，但并非提示預(yù)后不良。免疫組化評(píng)估結(jié)果顯示，通過單變量和多變量分析，SIRT1的高表達(dá)與更壞的臨床病理特征以及預(yù)后不良有關(guān)，同樣的結(jié)果也出現(xiàn)在免疫印跡法中。通過單變量分析發(fā)現(xiàn)，DBC1和H4K16Ac與良好預(yù)后相關(guān)[9]。

2 CK2α磷酸化DBC1參與癌癥的發(fā)展

CK2最早被稱為酪蛋白激酶Ⅱ，是一種信使非依賴性絲/蘇氨酸激酶，普遍存在于真核細(xì)胞中，CK2的一個(gè)重要特征是利用三磷酸腺苷或三磷酸鳥苷作為磷酸基團(tuán)供體，具有眾多磷酸化蛋白底物。DBC1就是其底物之一[10]。Bae等[11]的試驗(yàn)中，通過單因素分析，蛋白激酶CK2α和磷酸化的DBC1表達(dá)陽(yáng)性預(yù)測(cè)總生存期短和無(wú)復(fù)發(fā)生存率低。特別需注意的是，CK2α表達(dá)是胃癌患者獨(dú)立的預(yù)后指標(biāo)。胃癌細(xì)胞中CK2α與DBC1結(jié)合，并且磷酸化DBC1。CK2α磷酸化DBC1在GST沉降實(shí)驗(yàn)中被CK2α和DBC1免疫共沉淀證實(shí)。對(duì)CK2α和DBC1的抑制降低癌細(xì)胞增殖和侵襲活性。胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲活性的降低與基質(zhì)金屬蛋白酶2、基質(zhì)金屬蛋白酶9和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化下調(diào)有關(guān)。而DBC1磷酸化位點(diǎn)的突變也下調(diào)了與上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)的信號(hào)。他們的研究表明，CK2α通過調(diào)節(jié)DBC1突變磷酸化參與腫瘤發(fā)生。此外，阻斷CK2α和DBC1的結(jié)合抑制了胃癌細(xì)胞侵襲性增殖。因此，CK2α- DBC1通路可能成為胃癌治療的新靶點(diǎn)[11]。

3 DBC1通過調(diào)節(jié)NF- κB活性促進(jìn)胃癌細(xì)胞的失巢凋亡抑制

失巢凋亡(anoikis)是一種細(xì)胞程序性死亡，是由于在其生存環(huán)境中細(xì)胞外基質(zhì)，也就是動(dòng)物細(xì)胞分泌的糖及蛋白等物質(zhì)和其他細(xì)胞失去接觸而導(dǎo)致的[12]，正常的上皮細(xì)胞從原來(lái)生存的內(nèi)環(huán)境脫落到血流中可以引發(fā)細(xì)胞失巢凋亡[13]。失巢凋亡作為一種特殊的程序化細(xì)胞死亡形式，在機(jī)體成長(zhǎng)發(fā)育、疾病發(fā)生和腫瘤發(fā)生、發(fā)展、侵襲中起重要作用。NF- κB為一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，除了參與早期免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)的分子調(diào)控，也參與細(xì)胞凋亡有關(guān)的分子反應(yīng)，如腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子- 1、抗細(xì)胞凋亡的蛋白- 1和- 2、TNF受體相關(guān)因子等。活化的NF- κB可能與腫瘤細(xì)胞凋亡抗拒有關(guān)[14]。為了探究NF- κB與DBC1之間的調(diào)控關(guān)系，Huan等[15]通過免疫組織化學(xué)方法研究了在142例胃癌組織中DBC1的過表達(dá)，結(jié)果顯示DBC1在胃癌組織中明顯與TNM階段和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。體外實(shí)驗(yàn)表明，DBC1表達(dá)與胃癌細(xì)胞的失巢抵抗能力有關(guān)，這已經(jīng)被定義為轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵。研究顯示，IKK- β/NF- κB信號(hào)通路參與了DBC1對(duì)胃癌細(xì)胞失巢抵抗的調(diào)節(jié)。總的來(lái)說(shuō)，DBC1通過調(diào)節(jié)NF- κB活性來(lái)促進(jìn)失巢抵抗，因此，這可能是一種防止?jié)撛谵D(zhuǎn)移的新的治療目標(biāo)[15]。

4 氧化應(yīng)激促進(jìn)DBC1磷酸化，蛋白磷酸酶4使DBC1去磷酸化

DBC1可以被ATM和ATR激酶磷酸化，以應(yīng)對(duì)DNA損傷，這是p53活化和凋亡的關(guān)鍵事件[16]，關(guān)于DBC1如何被磷酸化，Yuan等[17]認(rèn)為氧化應(yīng)激改變了SIRT1與其抑制蛋白DBC1的相互作用。氧化應(yīng)激通過ATM/ATR依賴機(jī)制促進(jìn)DBC1磷酸化，增加了DBC1與SIRT1的親和力并且導(dǎo)致去乙酰化酶活性抑制[17]。Lee等[16]發(fā)現(xiàn)，蛋白磷酸酶4(PP4)使DBC1去磷酸化，調(diào)節(jié)其在DNA損傷應(yīng)答中的作用。PP4R2是PP4的調(diào)節(jié)亞基，介導(dǎo)DBC1和催化亞基PP4C之間的相互作用。在體外，PP4C有效地使已經(jīng)磷酸化的DBC1去磷酸化，細(xì)胞中PP4C/PP4R2的耗盡改變DBC1磷酸化和p53的活化動(dòng)力學(xué)，并在DNA損傷反應(yīng)中使細(xì)胞凋亡增加，這與磷酸化的DBC- 1突變體表達(dá)兼容。這些研究表明，PP4介導(dǎo)的DBC1去磷酸化對(duì)于有效的細(xì)胞損傷反應(yīng)是必要的[16]。

5 DBC1參與異染色質(zhì)的DNA斷裂修復(fù)

近年來(lái)，也有一些關(guān)于DBC1與DNA修復(fù)方面的研究，使進(jìn)一步探究胃癌及其他癌癥疾病有了新的進(jìn)展。Magni等[18]認(rèn)為DBC1對(duì)于異染色質(zhì)的DNA損傷修復(fù)是必需的，而常染色質(zhì)的DNA損傷修復(fù)并不受DBC1缺失的影響。Chk2被稱為檢測(cè)點(diǎn)激酶，當(dāng)DNA損傷發(fā)生時(shí)ATM可激活Chk2，使P53被磷酸化而激活[19]，經(jīng)過一系列反應(yīng)最終使細(xì)胞周期中斷。Magni等[18]發(fā)現(xiàn)，異染色質(zhì)DNA修復(fù)損害是由有缺陷的檢測(cè)點(diǎn)激酶2(Chk2)激活引起的，這在DBC1脫落的細(xì)胞中可以被檢測(cè)到，而且最終影響了Chk2基板KAP1的磷酸化，這是DNA修復(fù)和異染色質(zhì)松弛所必需的，研究進(jìn)一步擴(kuò)大和確認(rèn)DBC1在DNA損傷反應(yīng)和DNA修復(fù)中的角色，也說(shuō)明了一個(gè)新的CHK2基因活性調(diào)節(jié)機(jī)制。DBC1參與異染色質(zhì)DNA斷裂修復(fù)的結(jié)果表明，這種蛋白對(duì)維持染色體的穩(wěn)定發(fā)揮新的作用，而這可能對(duì)于防止胃癌或是其他癌癥的形成是必不可少的[18]。

6 DBC1被小泛素樣修飾因子修飾參與P53介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡

泛素樣修飾是一種常見的蛋白質(zhì)翻譯后修飾，將泛素分子結(jié)合到靶蛋白上參與各種反應(yīng)。小泛素樣修飾因子(SUMO)是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的一類泛素樣分子，主要參與靶蛋白的定位及功能調(diào)節(jié)等。目前主要包括SUMO 1、SUMO 2、SUMO 3、SUMO 4[20]。PIAS3是STAT3蛋白抑制分子，可以介導(dǎo)多種蛋白質(zhì)發(fā)生泛素化[21]。DBC1可以被小泛素樣修飾因子2、3(SUMO 2、3)修飾，但不能被SUMO1修飾，這一點(diǎn)對(duì)于基因毒性應(yīng)激反應(yīng)下p53的轉(zhuǎn)錄是至關(guān)重要的。而依托泊甙治療降低了DBC1與SUMO的特異性蛋白酶1(SENP1)的相互作用，促進(jìn)了它與PIAS3作用，致使DBC1 SUMO化增加。研究發(fā)現(xiàn)，DBC1從與SENP1結(jié)合到與PIAS3結(jié)合的切換是通過ATM/ATR介導(dǎo)磷酸化DBC1完成的。此外，DBC1 SUMO化引起了DBC1- SIRT1相互作用增大，導(dǎo)致p53轉(zhuǎn)錄激活從SIRT1釋放。SENP1的敲除促進(jìn)依托泊苷誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，而PIAS3或SUMO2/3敲除和SUMO化修飾缺陷的DBC1突變體的過度表達(dá)抑制細(xì)胞凋亡。在基因毒性應(yīng)激反應(yīng)中，這些結(jié)果在p53介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的促進(jìn)作用中建立了DBC1泛素化修飾的角色[22]。在這里是否可以就此推斷，若是對(duì)DBC1的小泛素化修飾進(jìn)行干擾，是否也參與到胃癌及其他癌癥的發(fā)展中呢？而對(duì)于胃癌組織中DBC1的小泛素化修飾進(jìn)行加強(qiáng)或是抑制，是否可以為治療或是預(yù)防胃癌發(fā)生開拓一條新的路徑。

7 展 望

消化道腫瘤特別是胃癌是對(duì)身體健康影響非常大而且也是人類常見的疾病之一。就其發(fā)病率和死亡率而言，前者在所有惡性腫瘤中占據(jù)第2位，后者占據(jù)第3位[23]。縱然眾多的新型化療藥物和靶向藥物被廣泛應(yīng)用，但是晚期胃癌的治療效果仍然不容樂觀，其5年生存率為20%～30%[24]，因而尋找胃癌早期診斷的分子標(biāo)志物以及新的潛在治療靶點(diǎn)就尤為重要。

DBC1自首次被發(fā)現(xiàn)至今只有10余年，關(guān)于DBC1的作用機(jī)制我們?nèi)灾跎佟＞湍壳耙阎芯窟M(jìn)展來(lái)說(shuō)，DBC1作為SIRT1抑制劑參與腫瘤的進(jìn)展是相關(guān)領(lǐng)域比較承認(rèn)的一種說(shuō)法，也是研究相對(duì)較多的一種機(jī)制。目前有限的資料顯示，DBC1大致可以通過作為SIRT1抑制劑、參與DNA斷鏈修復(fù)、氧化應(yīng)激、被CK2α磷酸化、調(diào)節(jié)NF- κB活性、蛋白激酶4的磷酸化和去磷酸化以及參與P53介導(dǎo)的死亡等方式參與胃癌病理機(jī)制的發(fā)展。DBC1本身對(duì)于大多數(shù)腫瘤來(lái)說(shuō)究竟是抑制還是促進(jìn)至今仍沒有相對(duì)統(tǒng)一的說(shuō)法，甚至對(duì)于某一種特定的腫瘤，不同的團(tuán)隊(duì)也會(huì)得出截然不同的結(jié)果。我們不能認(rèn)定哪一種說(shuō)法完全正確，因?yàn)榭茖W(xué)就是在不斷的探索和發(fā)現(xiàn)、在不斷的糾正錯(cuò)誤中前行，好在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，免疫印跡法、免疫組織化學(xué)以及細(xì)胞學(xué)、基因檢測(cè)等研究方法為我們進(jìn)一步探究提供了方便。可以肯定的是，一定還有其他的關(guān)于DBC1的作用機(jī)制參與胃癌的進(jìn)展，對(duì)于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的相關(guān)機(jī)制，我們?nèi)杂欣^續(xù)探索的巨大空間，而這些發(fā)現(xiàn)必將為預(yù)防和治療胃癌疾病提供新的思路。

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2016- 04- 13

2016- 07- 06

汪洋(1991-)，男，安徽宣城人，住院醫(yī)師，在讀碩士研究生。E- mail：1094340441@qq.com

焦峰 E- mail：jiaofeng7701@163.com

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R735.2; R730.231

A

1671- 6264(2016)06- 1005- 04

10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.06.037