NGX6、TUSC4基因與大腸癌的發(fā)生發(fā)展研究進(jìn)展

方志煊綜述，陳和平△審校

(四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院老年消化科，四川成都610072)

NGX6、TUSC4基因與大腸癌的發(fā)生發(fā)展研究進(jìn)展

方志煊綜述，陳和平△審校

(四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院老年消化科，四川成都610072)

研究發(fā)現(xiàn)NGX 6、TUSC4基因與大腸癌關(guān)系密切，在大腸癌中NGX6、TUSC4基因的表達(dá)明顯降低。有文獻(xiàn)報(bào)道，NGX6是結(jié)腸癌的候選抑癌基因，可能通過(guò)調(diào)控細(xì)胞分化周期、影響基因表達(dá)譜、調(diào)控信號(hào)傳導(dǎo)通路、誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡等途徑行使抑癌作用。TUSC4基因通過(guò)參與DNA錯(cuò)配修飾、調(diào)控細(xì)胞周期信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的生物學(xué)功能等途徑行使抑癌作用。NGX 6、TUSC4基因失活與大腸癌的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)，但其具體機(jī)制尚不清楚，有待于進(jìn)一步研究。本文對(duì)NGX6、TUSC4基因的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)特征、功能及其與大腸癌的關(guān)系作一綜述。

NGX6;TUSC4;大腸癌;候選抑癌基因

大腸癌是世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，在北美和歐洲大腸癌發(fā)病率尤其高，是癌相關(guān)性死亡的主要原因。我國(guó)大腸癌發(fā)病率和死亡率均居惡性腫瘤的第3位，而且呈上升趨勢(shì)［1］。大腸癌是一個(gè)多因素參與的多基因遺傳性疾病，環(huán)境、理化、感染、遺傳因素、高脂低纖飲食均是大腸癌發(fā)生的危險(xiǎn)因子，危險(xiǎn)因子與宿主交互作用，最終導(dǎo)致多個(gè)抑瘤基因的失活和瘤基因的激活，產(chǎn)生腫瘤。

大腸癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程貫穿了一系列的分子事件的變化，APC基因的遺傳突變、MCC、Ras、p53、DCC和DNA損傷修復(fù)基因的后天突變構(gòu)成了多基因的發(fā)病模型。但上述基因突變及缺失的發(fā)生在大腸癌中不超過(guò)50%;且對(duì)多種大腸癌細(xì)胞株發(fā)生機(jī)制的研究表明大腸癌的發(fā)生機(jī)制存在著多樣性，所以在大腸癌的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中尚存在著其它新的抑瘤基因的失活和瘤基因的激活。因此尋找大腸癌相關(guān)抑瘤基因或易感基因，并闡明其在大腸癌相關(guān)基因網(wǎng)絡(luò)中的作用，對(duì)我們?nèi)?、系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)大腸癌的發(fā)生機(jī)制，制訂防治大腸癌的方案具有重要意義。

1 NGX6的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 結(jié)構(gòu)NGX6是新近克隆的候選抑癌基因，位于染色體9p21～22，而該區(qū)域的等位基因雜合性缺失現(xiàn)象是多種腫瘤的共同事件［2，3］。NGX6基因由10個(gè)外顯子組成，cDNA全長(zhǎng)2134 bp，編碼一種含有338個(gè)氨基酸的跨膜蛋白質(zhì)［4］。NGX6蛋白主要位于細(xì)胞膜、核膜及細(xì)胞質(zhì)中的膜質(zhì)結(jié)構(gòu)。生物信息學(xué)預(yù)測(cè)NGX6蛋白含有2個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域(trans membrane domain)及胞內(nèi)區(qū)和胞外區(qū)。2個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域分別為T(mén)Ml(234～256 aa)和TM2(269～291 aa)。胞內(nèi)區(qū)(257～265 aa)較短，位于2個(gè)跨膜區(qū)之間，含有一個(gè)酪氨酸激酶磷酸化位點(diǎn)。胞外區(qū)(185～221 aa)含有1個(gè)表皮生長(zhǎng)因子樣結(jié)構(gòu)域(EGF-like domain)和3個(gè)糖基化位點(diǎn)(分別位于92～95、100～103、172～175 aa)。

1.2 功能①NGX6基因可能通過(guò)影響RAB蛋白、NG24前體、LIM同源盒等影響腫瘤細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)［5］。②NGX 6基因可能通過(guò)下調(diào)細(xì)胞周期蛋白(cycli n)D1的表達(dá)影響腫瘤細(xì)胞株HNE1的細(xì)胞周期進(jìn)程，延緩G1期向S期分化，從而抑制腫瘤細(xì)胞的過(guò)度增殖［6］。③NGX 6基因的轉(zhuǎn)染可上調(diào)p29、APC7、NEU1、RNasek6、連接蛋白(catenin)aE2和TFIIEa等基因的表達(dá)，同時(shí)下調(diào)備解素(properdin，P因子)、G0S2、BAZ2B、ZHX1、OS4和PBX3等基因的表達(dá)。提示NGX6可能通過(guò)對(duì)細(xì)胞周期調(diào)控和轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的影響改變腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為［7］。④NGX 6可能通過(guò)影響細(xì)胞周期、細(xì)胞黏附和血管形成發(fā)揮抑制腫瘤細(xì)胞的作用［8］。

2 NGX6與大腸癌的發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展

近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)NGX6與大腸癌關(guān)系密切。張曉梅等采用RT-PCR、點(diǎn)雜交、Northern-blot方法發(fā)現(xiàn)NGX 6基因在大腸癌中表達(dá)下調(diào)，推測(cè)該基因的低表達(dá)在大腸癌的發(fā)生和轉(zhuǎn)移中起一定的作用［9］。王曉艷等將低表達(dá)NGX6轉(zhuǎn)染人結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29，發(fā)現(xiàn)NGX6的表達(dá)可逆轉(zhuǎn)HT-29細(xì)胞的惡性表型，認(rèn)為NGX6很可能是結(jié)腸癌相關(guān)的候選抑癌基因［10］。劉芬等建立NGX6基因穩(wěn)定高表達(dá)的轉(zhuǎn)染細(xì)胞系研究其對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞基因表達(dá)譜的影響，發(fā)現(xiàn)NGX6可能通過(guò)調(diào)控細(xì)胞分化周期、影響基因表達(dá)譜、調(diào)控信號(hào)傳導(dǎo)通路、誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡等途徑而發(fā)揮抑癌作用［11］。王曉艷等通過(guò)脂質(zhì)體介導(dǎo)將NGX6轉(zhuǎn)染入低表達(dá)NGX6的結(jié)腸癌細(xì)胞系HT-29中，借助生長(zhǎng)曲線(xiàn)、MTT、軟瓊脂集落形成實(shí)驗(yàn)、流式細(xì)胞儀、裸鼠成瘤實(shí)驗(yàn)、免疫組化、免疫熒光、Western Blot等方法發(fā)現(xiàn)NGX6可以抑制HT-29結(jié)腸癌細(xì)胞系的增殖，降低其致瘤性。NGX6在體內(nèi)及體外的抑瘤機(jī)制可能主要是通過(guò)直接或間接作用于表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)，抑制EGFR介導(dǎo)的酪氨酸激酶信號(hào)傳導(dǎo)途徑的多種信號(hào)分子的表達(dá)，下調(diào)細(xì)胞周期素cyclinE、CyclinDI和上調(diào)CKI家族p27的表達(dá)，阻止細(xì)胞周期于G0/G1期，延緩細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖。同時(shí)研究中發(fā)現(xiàn)NGX6可能有抑制結(jié)腸癌的轉(zhuǎn)移的生物學(xué)效應(yīng)，下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶MMP14的表達(dá)可能是NGX6抑制結(jié)腸癌細(xì)胞系HT-29轉(zhuǎn)移的機(jī)制之一［12］。劉芬等研究了NGX6與結(jié)腸癌Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路連接蛋白β/T細(xì)胞因子/淋巴樣增強(qiáng)因子轉(zhuǎn)錄活化之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)NGX6能夠明顯抑制β-catenin介導(dǎo)的TCF/LEF轉(zhuǎn)錄活化，并能降低細(xì)胞核內(nèi)連接蛋白及TCF24的表達(dá)［13］。肖志明等建立裸鼠脾臟移植瘤模型研究NGX6的抗結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移作用，發(fā)現(xiàn)移植NGX6的裸鼠較未移植NGX6的2組裸鼠肝臟轉(zhuǎn)移灶數(shù)目明顯減少，脾臟的種植瘤形成也明顯減少［14］。連平等研究了NGX 6對(duì)人結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡的影響，發(fā)現(xiàn)NGX6基因具有誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡的功能［15］。連平等通過(guò)雞胚絨毛尿囊膜血管形成實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NGX6基因能抑制結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29血管的形成，抑瘤基因NGX6的抑癌能力部分是通過(guò)抑制血管形成來(lái)實(shí)現(xiàn)的［16］。范松青等利用已制作的多腫瘤組織微陣列，原位雜交檢測(cè)NGX6 mRNA在多種常見(jiàn)癌組織中的陽(yáng)性率。結(jié)果顯示，NGX6 mRNA在結(jié)、直腸癌中的陽(yáng)性率低于其對(duì)應(yīng)的正常組織，且淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移性結(jié)、直腸癌組織中的NGX6 mRNA陽(yáng)性率顯著降低。NGX6 mRNA陽(yáng)性率與結(jié)、直腸癌臨床分期有關(guān)。從而表明，結(jié)、直腸癌中存在低水平的NGX6 mRNA，NGX6 mRNA可作為結(jié)、直腸癌侵襲、轉(zhuǎn)移和臨床進(jìn)展預(yù)測(cè)的分子標(biāo)志［17］。

3 TUSC4結(jié)構(gòu)與功能

3.1 結(jié)構(gòu)TUSC4基因是Lerman等從人3號(hào)染色體短臂上克隆得到的一種抑癌基因［18］，定位于人染色體3p21.3區(qū)，其cDNA全長(zhǎng)1351bp，有11個(gè)外顯子和10個(gè)內(nèi)含子，編碼380個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，從低級(jí)生物酵母到人類(lèi)都具有一個(gè)高度保守的序列。

3.2 功能①TUSC4基因可能具有參與DNA錯(cuò)配修飾、調(diào)控細(xì)胞周期信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的生物學(xué)功能，其作用機(jī)制可能與TUSC4啟動(dòng)子區(qū)純合子缺失和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性有關(guān)，可能使該基因的表達(dá)下調(diào)，并改變了該基因的功能［19］。②TUSC4可能是一種新的PDK1相關(guān)蛋白，在調(diào)節(jié)Src/PDK1信號(hào)途徑和細(xì)胞對(duì)多種抗癌化療藥的敏感性方面起到重要作用［20］。③TUSC4基因可以逆轉(zhuǎn)A549/CDDP細(xì)胞株中TUSC4基因缺失表達(dá)，并能抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)其凋亡、逆轉(zhuǎn)順鉑類(lèi)的耐藥，從而明顯抑制A549/CDDP細(xì)胞株的生長(zhǎng)［21］。

4 TUSC4與大腸癌的發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展

人類(lèi)TUSC4基因表達(dá)于許多正常組織，Li等研究發(fā)現(xiàn)TUSC4在多種上皮性腫瘤組織中的表達(dá)明顯降低［22］。Feng-Hua等研究發(fā)現(xiàn)在大腸癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中TUSC4基因即出現(xiàn)缺失的趨勢(shì)，且TUSC4基因缺失與大腸癌發(fā)生部位和分化程度無(wú)關(guān)，推測(cè)該基因缺失是腫瘤發(fā)生的早期事件［23］。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性現(xiàn)象(MsI)是由于錯(cuò)配修復(fù)基因突變而引起的簡(jiǎn)單重復(fù)序列的改變，常表現(xiàn)為重復(fù)單位數(shù)量的增加或減少，與相應(yīng)的正常組織相比，MsI在電泳時(shí)出現(xiàn)等位條帶的移動(dòng)、缺失或獲得額外的條帶，被稱(chēng)為復(fù)制錯(cuò)誤陽(yáng)性(RER+)表現(xiàn)型。目前認(rèn)為，MsI的發(fā)生是DNA復(fù)制過(guò)程中的“鏈滑”現(xiàn)象，正常情況下可被錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)所校正，但當(dāng)校正系統(tǒng)失常時(shí)，改變了細(xì)胞修復(fù)錯(cuò)誤的能力從而導(dǎo)致MsI發(fā)生。Stelow等在遺傳性非息肉性結(jié)直腸癌(HNPCC)息肉中發(fā)現(xiàn)存在MsI現(xiàn)象［24］，TUSC4基因內(nèi)的MsI可能改變了該基因的表達(dá)，使之表達(dá)下調(diào)，并改變了該基因的功能。因此，目前認(rèn)為T(mén)USC4基因表達(dá)失活主要與等位純合子基因丟失，MsI及基因突變有關(guān)。

5 小結(jié)與展望

NGX6、TUSC4與大腸癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，但其具體機(jī)制尚不清楚，有待于進(jìn)一步研究。隨著人們對(duì)NGX 6、TUSC4基因研究的深入，其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的作用將得到更全面、更透徹的闡明，并能在分子水平為腫瘤的基因治療提供新的思路。

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The development research progress among NGX6、TUSC4 gene and colorectal cancer

FANG Zhi-xuan，CHEN He-ping

R394.2;R735.35;R735.37

B

1672-6170(2012)05-0217-03

2012-04-21;

2012-06-25)

△通訊作者，碩士生導(dǎo)師