AEG-1與頭頸腫瘤的研究進(jìn)展＊

熊騁峰，呂云霞

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院甲狀腺頸部外科，南昌 330006)

星形膠質(zhì)細(xì)胞上調(diào)基因-1(Astrocyte elevated gene-1，AEG-1)是腫瘤發(fā)展過程中的致癌基因[1]，其編碼的蛋白質(zhì)又稱異黏蛋白（metadherin，MTHD）和LYRIC，在目前研究的多種腫瘤中過表達(dá)。AEG-1基因在腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化，侵襲，轉(zhuǎn)移，血管生成和化療耐藥方面起著關(guān)鍵作用。近年來研究也證實(shí)，惡性腫瘤組織中AEG-1高度表達(dá)與不良預(yù)后密切相關(guān)，但在頭頸腫瘤中AEG-1研究較少。本文對(duì)AEG-1結(jié)構(gòu)、致癌信號(hào)通路等作一概述，總結(jié)了近年來國內(nèi)外頭頸部腫瘤中AEG-1研究進(jìn)展，為頭頸部腫瘤的診斷、監(jiān)測(cè)以及治療提供新的借鑒。

1 概述

1.1 AEG-1基因與AEG-1蛋白結(jié)構(gòu) AEG-1基因于2002年通過快速消減雜交技術(shù)（rapid subtraction hybridization，RASH）鑒定發(fā)現(xiàn)，在人類免疫缺陷病毒 （human immunodeficiency virus，HIV）感染和腫瘤壞死因子（Tumor necrosis factorα，TNF-α）處理后的原始人類胚胎星形膠質(zhì)細(xì)胞（primary human fetal astrocytes，PHFA）中首次被發(fā)現(xiàn)[2]。現(xiàn)已確定AEG-1為所有癌癥中過度表達(dá)的致癌基因[3]。并且研究老鼠和人上皮組織得到的數(shù)據(jù)表明MTDH/AEG-1與極性上皮細(xì)胞中的緊密連接蛋白ZO-1共定位[4]，其作為跨膜蛋白，存在于細(xì)胞質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核包膜和核仁中[5]。全長(zhǎng)AEG-1的cDNA包括3611bp，但不包括多聚腺苷酸poly-A尾端，AEG-1基因由12個(gè)外顯子和11個(gè)內(nèi)含子組成，位于8號(hào)染色體長(zhǎng)臂區(qū)22（8q22）上，分子量64kda，等電點(diǎn)9.33，經(jīng)人膠質(zhì)瘤的細(xì)胞遺傳學(xué)分析顯示其是與腫瘤復(fù)發(fā)性擴(kuò)增有關(guān)的基因片段。通過AEG-1抗體檢測(cè)到具有80kDa，70kDa，50kDa和37kDa不同分子量的多種亞型蛋白質(zhì)，可能是翻譯后加工或修飾產(chǎn)生的[5]。AEG-1蛋白含有三個(gè)假定的富含賴氨酸核定位信號(hào)（NLS），可以調(diào)節(jié)其在細(xì)胞中的分布和功能[5-8]。 Emdad等[6，7]揭示了79-91，432-451和561-580位氨基酸之間存在假定的NLS。隨后，Thirkettle等[8]觀察到NLS-3（546-582位氨基酸）是AEG-1核定位的主要決定因素，而擴(kuò)展的NLS-1（78-130位氨基酸）調(diào)節(jié)其核仁定位。此外，在NLS-2延伸區(qū)（415-486位氨基酸），AEG-1可以被細(xì)胞質(zhì)中的泛素蛋白修飾，并且其泛素化被假設(shè)具有指導(dǎo)其細(xì)胞質(zhì)分布作用。AEG-1啟動(dòng)子活性的檢測(cè)表明，負(fù)轉(zhuǎn)錄控制元件位于-2710/-459區(qū)域，而結(jié)合-459/-301區(qū)域的轉(zhuǎn)錄因子可以增強(qiáng)AEG-1啟動(dòng)子的活性。通過進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)區(qū)域356/-302是轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，包括兩個(gè)E盒元件，其對(duì)于AEG-1啟動(dòng)子基本活性以及激活Ha-ras介導(dǎo)的AEG-1啟動(dòng)子至關(guān)重要[9]。

1.2 AEG-1致癌信號(hào)通路及其作用 AEG-1也激活多個(gè)致癌信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，這些信號(hào)通路在介導(dǎo)AEG-1的多效性功能方面發(fā)揮重要作用。AEG-1可激活磷脂酰肌醇-3-激酶/AKT（the phosphatidyl inositol 3-kinase，PI3K/AKT）、 核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)、Wnt/β-聯(lián)蛋白和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）等信號(hào)通路，這些涉及癌細(xì)胞增殖，侵襲，血管生成，轉(zhuǎn)移，激活上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）和藥物抗性[10]。

PI3K/AKT通路是由AEG-1調(diào)節(jié)的主要信號(hào)通路。AEG-1是致癌性Ha-ras的下游靶基因，并且主要在Ha-ras的轉(zhuǎn)錄水平誘導(dǎo)，其激活PI3K/AKT信號(hào)通路，導(dǎo)致c-Myc與AEG-1啟動(dòng)子中的兩個(gè)E-box元件結(jié)合，從而調(diào)節(jié)AEG-1轉(zhuǎn)錄[9]。AEG-1過表達(dá)還增加AKT的磷酸化和AKT的下游底物 （包括 GSK3 β/c-Myc，p21/mda-6，MDM2/p53和Bad），導(dǎo)致 PI3K/AKT通路的激活[11]。

NF-κB是在腫瘤形成過程中起著重要作用的轉(zhuǎn)錄因子，近年來發(fā)現(xiàn)其亦與前列腺癌、急性髓系白血病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[12，13]。NF-κB 通路是 AEG-1激活的第二重要信號(hào)通路，通過激活NF-κB通路，AEG-1誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞錨定獨(dú)立生長(zhǎng)和侵襲及黏附分子表達(dá)，AEG-1與NF-κB亞基p65相互作用，在細(xì)胞核水平調(diào)節(jié)其功能[14]。

在人肝癌細(xì)胞中AEG-1激活MAPK通路，尤其ERK和p38 MAPK，增加細(xì)胞的侵襲性和錨定獨(dú)立生長(zhǎng)能力，而對(duì)細(xì)胞增殖影響不大。細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）活化后激活Wnt信號(hào)通路。Wnt/β-catenin通路是多種腫瘤重要的致瘤途徑，AEG-1以多種方式激活Wnt通路[15]。

2 AEG-1與頭頸部腫瘤

近幾年的研究發(fā)現(xiàn)AEG-1具有癌基因的功能，它調(diào)節(jié)細(xì)胞轉(zhuǎn)化、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、促進(jìn)血管新生和化療耐藥。現(xiàn)通過總結(jié)AEG-1在頭頸部腫瘤中的研究來闡明其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系。

2.1 AEG-1與甲狀腺乳頭狀癌 甲狀腺癌是內(nèi)分泌系統(tǒng)最常見惡性腫瘤，發(fā)病率在頭頸部惡性腫瘤中居首位，仍然是增長(zhǎng)率最快的癌癥（男性和女性每年＞5%）[16]。甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid carcinoma，PTC）占所有甲狀腺惡性腫瘤的90%[17]。Wen-Fang Li等[18]通過免疫組化方法檢測(cè)PTC組織中的MTDH表達(dá)，我們發(fā)現(xiàn)PTC中MTDH表達(dá)陽性率為37.7%。在未分化甲狀腺癌組織中，MTDH表達(dá)陽性率為50%，在結(jié)節(jié)性甲狀腺腫和甲狀腺腺瘤患者中，MTDH表達(dá)陽性率均為10%。并且通過進(jìn)一步病理分析顯示，PTC中MTDH高表達(dá)與腫瘤直徑、淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān)。他們也發(fā)現(xiàn)，MTDH表達(dá)與患者年齡，性別，腫瘤多中心，腫瘤和分級(jí)沒有明顯的相關(guān)性。他們還對(duì)PTC中MTDH表達(dá)進(jìn)行存活率分析，發(fā)現(xiàn)MTDH高表達(dá)在無復(fù)發(fā)生存期和疾病特異性生存期中存有短短5年和10年。還發(fā)現(xiàn)了MTDH高表達(dá)與PTC患者的不良預(yù)后相關(guān)。 盡管該研究PTC病例數(shù)量相對(duì)較少，但結(jié)果仍然有力地表明MTDH可能參與PTC惡性生物學(xué)過程。

2.2 AEG-1與頭頸部鱗狀細(xì)胞癌 頭頸部鱗狀細(xì)胞 癌 （Head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）是世界范圍內(nèi)第六大常見惡性腫瘤，以遺傳和生物異質(zhì)性為特征，來源于上呼吸消化道的粘膜上皮細(xì)胞，最常出現(xiàn)在口腔、口咽喉部或咽部。研究表明沉默AEG-1可以減少體外HNSCC細(xì)胞系的惡性表型，并可以減弱體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)和肺轉(zhuǎn)移，AEG-1過表達(dá)與HNSCC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和不良預(yù)相關(guān)，并且對(duì)HNSCC進(jìn)行分子研究發(fā)現(xiàn)AEG-1主要通過NF-κB途徑起作用，通過增強(qiáng)RelA的絲氨酸536上的磷酸化，導(dǎo)致MMP1的表達(dá)增加[19]。這些研究結(jié)果都有助于HNSCC的靶向治療。Nijiro Nohata等[20]研究發(fā)現(xiàn)miR-375的減少和AEG-1過表達(dá)在HNSCC癌細(xì)胞中很常見，miR-375可以作為腫瘤抑制基因，并且可以直接調(diào)節(jié)AEG-1。miR-375介導(dǎo)AEG-1調(diào)節(jié)頭頸腫瘤的發(fā)生發(fā)展，可以為HNSCC分子機(jī)制的研究提供新的見解，可能有助于該疾病新的治療策略發(fā)展[21]。另外，在舌鱗狀細(xì)胞癌[22]、食管鱗狀細(xì)胞癌[23]中也發(fā)現(xiàn)AEG-1過表達(dá)，同樣與它們不良預(yù)后有相關(guān)。

2.3 AEG-1與鼻咽癌 鼻咽癌（Nasopharyngeal carcinoma，NPC）是我國高發(fā)惡性腫瘤之一，發(fā)病率是耳鼻咽喉惡性腫瘤之首。然而目前，有關(guān)AEG-1蛋白與鼻咽癌的臨床特征相關(guān)性的報(bào)道極少。研究人員通過Western blotting檢測(cè)鼻咽癌組織、鼻咽癌細(xì)胞株中AEG-1，發(fā)現(xiàn)AEG-1高表達(dá)。AEG-1基因具有原癌基因的特性，可能參與介導(dǎo)NPC的發(fā)生、進(jìn)展、侵襲和轉(zhuǎn)移等多種惡性生物學(xué)行為，并影響患者的預(yù)后。

3 結(jié)論

AEG-1作為一種新的致癌基因，通過調(diào)節(jié)一系列信號(hào)通路，在頭頸部腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮了重要作用。因此，AEG-1可作為一個(gè)潛在的診斷、預(yù)后標(biāo)記物，并且抑制AEG-1表達(dá)可能是一個(gè)非常有效的治療頭頸部腫瘤方法。盡管目前研究已經(jīng)證明AEG-1在頭頸部腫瘤中的致癌作用，但是仍然需要對(duì)AEG-1參與頭頸部腫瘤發(fā)生和進(jìn)展的分子機(jī)制進(jìn)一步研究，并且需要在更廣泛的模型系統(tǒng)中驗(yàn)證。未來更廣泛的研究會(huì)使AEG-1檢測(cè)成為一種關(guān)鍵工具，常規(guī)用于診斷多種癌癥，監(jiān)測(cè)癌癥進(jìn)展和評(píng)估癌癥治療療效。

[1]Hu G，Wei Y，Kang Y.The multifaceted role of MTDH/AEG-1 in cancer progression[J].Clin Cancer Res，2009，15(18)：5615-5620.

[2]Su ZZ，Kang DC，Chen Y，et al.Identification and cloning of human astrocyte genes displaying elevated expression after infection with HIV-1 or exposure to HIV-1 envelope glycoprotein by rapid subtraction hybridization，RaSH[J].Oncogene，2002，21(22)：3592-3602.

[3]Sarkar D，F(xiàn)isher PB.AEG-1/MTDH/LYRIC：clinical significance[J].Adv Cancer Res，2013，120：39-74.

[4]Britt DE，Yang DF，Yang DQ，et al.Identification of a novel protein，LYRIC，localized to tight junctions of polarized epithelial cells[J].Exp Cell Res，2004，300(1)：134-148.

[5]Sutherland HG，Lam YW，Briers S，etal.3D3/lyric：a novel transmembrane protein of the endoplasmic reticulum and nuclear envelope，which is also present in the nucleolus[J].Exp Cell Res，2004，294(1)：94-105.

[6]Emdad L，Sarkar D，Su ZZ，et al.Activation of the nuclear factor kappaB pathway by astrocyte elevated gene-1：implications for tumor progression and metastasis[J].Cancer Res，2006，66(3)：1509-1516.

[7]Emdad L，Sarkar D，Su ZZ，et al.Astrocyte elevated gene-1：recent insights into a novel gene involved in tumor progression，metastasis and neurodegeneration[J].Pharmacol Ther，2007，114(2)：155-170.

[8]Thirkettle HJ，Girling J，Warren AY，et al.LYRIC/AEG-1 is targeted to different subcellular compartments by ubiquitinylation and intrinsic nuclear localization signals[J].Clin Cancer Res，2009，15(9)：3003-3013.

[9]Lee SG，Su ZZ，Emdad L，et al.Astrocyte elevated gene-1(AEG-1)is a target gene of oncogenic Ha-ras requiring phosphatidylinositol 3-kinase and c-Myc[J].Proc Natl Acad Sci USA，2006，103(46)：17390-17395.

[10]Emdad L，Das SK，Dasgupta S，et al.AEG-1/MTDH/LYRIC：signaling pathways，downstream genes，interacting proteins，and regulation of tumor angiogenesis[J].Adv Cancer Res，2013，120：75-111.

[11]Lee SG，Su ZZ，Emdad L，et al.Astrocyte elevated gene-1 activates cell survival pathways through PI3K-Akt signaling[J].Oncogene，2008，27(8)：1114-1121.

[12]顏嬋，毛建軍，王曉榮，等.NF-κB和EGFR在前列腺癌中的表達(dá)及臨床意義[J].江西醫(yī)藥，2016，51(12)：1340-1343.

[13]魏宇靖，劉婷婷，柯波，等.NF-κB在初治急性髓系白血病中的表達(dá)與意義[J].江西醫(yī)藥，2016，51(8)：759-761.

[14]Vartak-Sharma N，Gelman BB，Joshi C，et al.Astrocyte elevated gene-1 is a novel modulator of HIV-1-associated neuroinflammation via regulation ofnuclearfactor-kappaB signaling and excitatory amino acid transporter-2 repression[J].J Biol Chem，2014，289(28)：19599-19612.

[15]Song E，Yu W，Xiong X，et al.Astrocyte elevated gene-1 promotes progression of cervical squamous cell carcinoma by inducing epithelial-mesenchymal transition via Wnt signaling[J].Int J Gynecol Cancer，2015，25(3)：345-355.

[16]Rebecca L.Siegel M，Kimberly D.Miller M，Ahmedin Jemal D P.Cancer Statistics，2016[J].CA：A Cancer Journal for Clinicians，2016.

[17]Yip L，Nikiforova MN，Yoo JY，et al.Tumor genotype determines phenotype and disease-related outcomes in thyroid cancer：a study of 1510 patients[J].Ann Surg，2015，262(3)：519-525，524-525.

[18]Li WF，Wang G，Zhao ZB，et al.High expression of metadherin correlates with malignant pathological features and poor prognostic significance in papillary thyroid carcinoma[J].Clin Endocrinol(Oxf)，2015，83(4)：572-580.

[19]Wang YP，Liu I J，Chiang CP，et al.Astrocyte elevated gene-1 is associated with metastasis in head and neck squamous cell carcinoma through p65 phosphorylation and upregulation of MMP1[J].Mol Cancer，2013，12(1)：109.

[20]Nohata N，Hanazawa T，Kikkawa N，et al.Tumor suppressive microRNA-375 regulates oncogene AEG-1/MTDH in head and neck squamous cell carcinoma(HNSCC)[J].J Hum Genet，2011，56(8)：595-601.

[21]Hui AB，Bruce JP，Alajez NM，et al.Significance of dysregulated metadherin and microRNA-375 in head and neck cancer[J].Clin Cancer Res，2011，17(24)：7539-7550.

[22]Ke ZF，He S，Li S，et al.Expression characteristics of astrocyte elevated gene-1(AEG-1)in tongue carcinoma and its correlation with poor prognosis[J].Cancer Epidemiol，2013，37(2)：179-185.

[23]Yu C，Chen K，Zheng H，et al.Overexpression of astrocyte elevated gene-1(AEG-1)is associated with esophageal squamous cell carcinoma(ESCC)progression and pathogenesis[J].Carcinogenesis，2009，30(5)：894-901.