KISS-1基因相關(guān)研究進展

徐唯嘉，王家宏

1.內(nèi)蒙古科技大學包頭醫(yī)學院研究生學院，內(nèi)蒙古包頭 014000；2.內(nèi)蒙古科技大學包頭醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院普外科二病區(qū)，內(nèi)蒙古包頭 014000

腫瘤轉(zhuǎn)移是腫瘤與宿主細胞之間多種因子相互作用的結(jié)果。研究人員發(fā)現(xiàn)了一類參與腫瘤調(diào)控的基因。該基因的失活、突變及表達異常，可使腫瘤轉(zhuǎn)移，具有抑制癌細胞侵襲的作用，KISS-1基因就是其中之一。相關(guān)研究也證明，KISS-1基因蛋白產(chǎn)物kisspeptin可激活GnRH神經(jīng)元，促進GnRH釋放，其受體GPR54基因突變的個體會發(fā)生特發(fā)性低促性腺激素型性腺功能低減(IHH)與青春期啟動和生殖軸系調(diào)控密切相關(guān)。

1 KISS-1的概述

KISS-1基因由Lee等人[1]，在1996年在人類黑色素細胞株中發(fā)現(xiàn)的一種腫瘤抑制基因。KISS-1基因定位于染色體1q32～q41區(qū)，包括4個外顯子。外顯子Ⅲ的5’端含38個非編碼堿基，其后為翻譯起始位點及100個可翻譯堿基;外顯子Ⅳ含332個可翻譯堿基。該基因可表達于人正常的心臟、腦組織、肝臟、肺、腎臟、胰腺和骨骼肌等，其中在胎盤中表達最高。cDNA編碼145個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，分子量18kD，KiSS-1蛋白是一68～121位構(gòu)成的含54個氨基酸的殘基肽，有研究表明它是1種新的孤兒G蛋白偶聯(lián)受體(GPR54)與KISS-1R的天然配體，稱為metastin。

2 KISS-1抑制腫瘤可能作用機制

2.1 通過Gq蛋白偶聯(lián)途徑

Staford等實驗認為KISS-1與其受體GPR54或者AXOR12結(jié)合后，通過Gq蛋白偶聯(lián)途徑，結(jié)果細胞內(nèi)產(chǎn)生2種重要物質(zhì)DG和IP3作為第二信使，增加細胞內(nèi)Ca2+濃度，從而抑制腫瘤細胞增殖，誘導腫瘤細胞分化凋亡。闡述G蛋白偶聯(lián)PKC/PLC途徑作為信號轉(zhuǎn)導途徑中的經(jīng)典途徑，在kiss-1R信號轉(zhuǎn)導中發(fā)揮著顯著作用。

2.2 通過MAPK途徑抑制細胞的移形能力

Kiss-1R與KISS-1結(jié)合使絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)持續(xù)磷酸化，進而讓細胞局部粘附并產(chǎn)生大量纖維進而控制細胞轉(zhuǎn)移，并且趨化能力與KISS-1R呈明顯的劑量依賴關(guān)系。Staford研究表明Kiss-1通過Rac/Cdc42(Rho家族成員)使局部粘附激酶和細胞骨架蛋白的磷酸化，轉(zhuǎn)變細胞形態(tài)由扁平狀變成圓形，抑制腫瘤細胞侵襲能力。

2.3 下調(diào)MMP-9活性抑制細胞的移形能力

相關(guān)學者研究發(fā)現(xiàn)KiSS-1基因?qū)隡MP-9表達陽性的人類纖維肉瘤HT1080細胞后，可降解p65/p60,導致與MMP-9基因啟動子結(jié)合減少，合成也減少，從而抑制細胞侵襲。幾項研究表明KISS-1通過阻斷PI3K/Akt/NF-κB途徑抑制結(jié)直腸癌細胞的侵襲與活動性，下調(diào)MMP-9的表達而使其凋亡。KISS-1也可抑制細胞調(diào)節(jié)激酶（ERK1/2）降低MMP2表達。

2.4 與SH-3介導的信號轉(zhuǎn)導有關(guān)

KISS-1蛋白與SH-3結(jié)合后抑制SH-3的多種因子參與的級聯(lián)反應(yīng),抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。

3 KISS-1基因與惡性腫瘤

3.1 Kiss-1基因與黑色素瘤

有學者將黑色素瘤細胞植入小鼠體內(nèi),分對照組和給藥組，經(jīng)KISS-1處理后原位腫瘤灶大小并無顯著差異;但是對照組轉(zhuǎn)移灶數(shù)多于給藥組有顯著性差異，證實KISS-1在抑制腫瘤轉(zhuǎn)移中起重要作用。KISS-1主要通過轉(zhuǎn)移性人黑色素瘤細胞系C8161和非轉(zhuǎn)移性變異體在小細胞介導的6號染色體轉(zhuǎn)移到C8161細胞后產(chǎn)生的人黑色素瘤轉(zhuǎn)移抑制基因進行鑒定，以抑制其能力。亦有學者研究發(fā)現(xiàn)KISS-1表達降低、缺失及突變與黑色素瘤的轉(zhuǎn)移相關(guān)。

3.2 Kiss-1基因與乳腺癌

相關(guān)研究表明在乳腺癌中WAVE3的過度表達通過 (ZEB-1敲低鋅指E盒增強子結(jié)合蛋白1)使MiR200失活，導致KISS-1降解。國內(nèi)劉鵬勇等[2]發(fā)現(xiàn)乳腺癌組織的KISS-1表達率與乳腺癌的年齡、性別、腫塊大小、組織學分級，腫瘤部位等臨床病理因素無關(guān)，而與乳腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān);提示KISS-1基因表達降低在人乳腺癌轉(zhuǎn)移中起重要作用。

3.3 Kiss-1基因與胃癌

有學者通過構(gòu)建KISS-1真核表達載體并轉(zhuǎn)染胃癌BGC-823細胞。通過G418選擇獲得抗性克隆。用RT-PCR法和Western blot檢測轉(zhuǎn)染細胞中KISS-1和MMP-9的表達。結(jié)果表明KISS-1蛋白在BGC-823中抑制細胞增殖。用KISS-1表達載體轉(zhuǎn)染可顯著降低侵襲能力。KISS-1可以通過下調(diào)MMP-9抑制胃癌的侵襲和增生，與其他學者[3]KISS-1在胃腺癌中表達得出的結(jié)論基本一致，為胃癌臨床治療上提供新方向。

3.4 KISS-1基因與胰腺癌的關(guān)系

國內(nèi)Chun-hui Wang等[4]采用RT-qPCR檢測胰腺導管腺癌細胞（BXPC-3和PANC-1）中KISS-1和GPR54 mRNA的表達水平。與原代培養(yǎng)的人滋養(yǎng)層細胞相比，KISS-1mRNA在BXPC-3和PANC-1細胞中表達降低，KISS-1 mRNA的相對表達量為人類滋養(yǎng)層細胞的10%，用Western blot法測定kisspeptin和GPR54的蛋白水平,結(jié)果表明BXPC-3和PANC-1細胞的kisspeptin表達水平較低，PANC-1細胞中GPR54蛋白表達水平明顯高于BXPC-3細胞,卻是滋養(yǎng)層細胞92.7%，實驗結(jié)果表明轉(zhuǎn)染KISS-1后，這些細胞株的侵襲能力受到抑制，但增殖能力沒有改變。因此，靶向基因治療以提高KISS-1及其多肽的表達水平可能是治療胰腺癌轉(zhuǎn)移的一種治療策略。

3.5 KISS-1基因與卵巢癌，宮頸癌的關(guān)系

Yu L等[5]研究人員收集207例卵巢上皮癌（EOC）患者，用免疫組化法對 VM,ALDH1、KISS-1和MACC1等因子檢測，KISS-1表達率與腫瘤分級、分期呈負相關(guān)。但與患者年齡、腫瘤位置、大小、類型無相關(guān)性。并且KISS-1陽性EOC患者的存活率顯著高于陰性患者?？赡芘cKISS-1抑制NF-κB與MMP9啟動子的結(jié)合，降低細胞外基質(zhì)，從而進一步促進侵襲轉(zhuǎn)移有關(guān)。實驗結(jié)果表明ALDH1影響EOC進展，聯(lián)合檢測 VM、ALDH1、KISS-1和 MACC1是 EOC轉(zhuǎn)移和預(yù)后的有價值的指標。國內(nèi)學者李穎等[6]通過免疫組化方法對38例宮頸癌患者進行分析，陽性率僅為44.74%，明顯低于宮頸正常組織，有統(tǒng)計學差異，表明kiss-1蛋白表達情況可用于判斷宮頸癌分期，及預(yù)后情況

3.6 KISS-1基因與食管鱗癌的關(guān)系

國內(nèi)研究人員通過RT-PCR與Western blot方法檢測食管鱗癌KISS-1蛋白表達情況，發(fā)現(xiàn)在食管鱗癌KISS-1表達缺失與腫瘤侵襲，轉(zhuǎn)移密切相關(guān),提示KiSS-1的表達缺失在腫瘤轉(zhuǎn)移中起著重要作用。

3.7 KISS-1基因與結(jié)直腸癌

Shen ZL等人[7]對111例大腸腺癌組織中KISS-1和KISS-1R表達的分析表明，KISS-1在正常結(jié)腸黏膜組織中的表達水平明顯高于惡性組織。KISS-1R的減少也與患者預(yù)后不良有關(guān)（在結(jié)直腸組織和肝轉(zhuǎn)移中miRNA表達譜的比較研究表明miR-199b通過調(diào)節(jié)SIRT1/CREB/KISS-1信號通路，與結(jié)直腸癌遠處轉(zhuǎn)移和中位生存期有關(guān)。Xinkai Huo等人[8]研究表明在對56例滿足條件的結(jié)直腸癌病人進行KISS-1基因免疫組織化學染色與RT-qPCR定量檢測，在癌組織與正常組織表達統(tǒng)計分析結(jié)果表明，KISS-1蛋白在結(jié)直腸癌組織中的陽性表達率為26.79%，陰性表達率73.21%。癌旁正常組織中的陽性表達率為80.36%，陰性表達率為19.64%并且與患者5年生存率,情況進行統(tǒng)計學分析KISS-1表達陽性5年生存率為73.33%，陰性的患者5年生存率為48.78%有顯著性差異,并且與腫瘤的分化，轉(zhuǎn)移，Dukes TNM分期相關(guān)。因此KISS-1可作為結(jié)直腸癌診斷，預(yù)防，治療的靶點。

3.8 KISS-1基因與骨肉瘤

Yiran Yin等[9]通過體外培養(yǎng)MG63細胞,敲除過表達KISS-1基因與正常組進行對照,用RT-PCR方法擴增骨肉瘤KISS-1的cDNA,對穩(wěn)定表達KISS-1細胞繼續(xù)培養(yǎng)進行實驗，MTT與流式細胞法檢測凋亡情況，結(jié)果表明對照組和低表達組細胞的增殖率不斷增加，過照組的細胞增殖率下降。低表達組的陽性率明顯高于對照組。差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。轉(zhuǎn)染后第72 h，對照組和低表達組細胞凋亡率無明顯變化，但過表達組細胞凋亡率增加。過表達組凋亡率明顯高于對照組，低表達組的凋亡率最低。組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），國內(nèi)研究研究也表明[10]，KISS-1基因抑制骨肉瘤增殖，并且加速骨肉瘤的凋亡與自噬。也可成為藥物治療新靶點。

3.9 KISS-1基因與膀胱癌

國內(nèi)外研究表明KISS-1表達率與原發(fā)膀胱癌細胞DNA6q16.2-21相關(guān),與 RB-1和TP53，RB等通路調(diào)節(jié)失活有關(guān)，也可調(diào)節(jié)下游鈣粘蛋白導致膀胱癌發(fā)生。Isabel Ruppen等通過iTRAQ（對含有全長KISS-1基因的載體瞬時轉(zhuǎn)染膀胱癌細胞（EJ138）進行蛋白質(zhì)組學分析，絕對定量）免疫印跡分析，免疫組織化學等方法仔細分析了KISS-1在膀胱癌表達的相關(guān)路徑，顯示了KISS-1基因和相關(guān)絲狀肌動蛋白A的表達與腫瘤進展、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床病理相關(guān)，并且具有抑制轉(zhuǎn)移侵襲，促進凋亡等功能。這些觀察結(jié)果表明，肌動蛋白A和KISS-1可作為判斷膀胱癌分期，轉(zhuǎn)移和預(yù)后的相關(guān)生物標志物。

3.10 KISS-1基因與肝癌

有學者發(fā)現(xiàn)用組織芯片（TMA）連續(xù)切片、免疫組化和半定量圖像分析法測定KISS-1和MMP-9蛋白的表達水平。所有獲得的臨床和組織學數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。與非腫瘤肝組織和正常肝組織相比，KISS-1蛋白在肝細胞癌和肝內(nèi)轉(zhuǎn)移灶中的表達顯著降低（P＜0.01）。多因素分析顯示KISS-1表達與TNM分期呈顯著負相關(guān)（F=7.113，P＜0.01）和肝內(nèi)轉(zhuǎn)移（t=2.898，P＜0.01）。KISS-1降低在肝轉(zhuǎn)移和原發(fā)癌中差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）。發(fā)現(xiàn)KISS-1和MMP-9在肝細胞癌中的表達呈負相關(guān)（r=-0.506，P＜0.01）。 KISS-1 在HCC轉(zhuǎn)移過程中的丟失，伴隨著MMP-9的上調(diào)提示了肝癌轉(zhuǎn)移過程中細胞運動和侵襲的可能機制，KISS-1在肝癌轉(zhuǎn)移過程中成為可能的治療靶點。相關(guān)研究人員[10]用免疫組織化學方法檢測了KISS-1及其受體AXOR12在142例肝癌組織中的表達及預(yù)后意義。KISS-1和AXOR12在肝細胞癌中的表達呈正相關(guān)（r=0.42，P＜0.0001)，在相應(yīng)的肝組織中表達（r=0.35，P＜0.0001）。肝癌組織中AXOR12陽性表達與腫瘤分期和腫瘤分級相關(guān)（r=0.18，P=0.032；r=-0.18，P=0.029）。在HCC中高KISS-1的表達對HCC的無瘤生存率和總生存率有統(tǒng)計學意義的影響 （P=0.006和P=0.002）和多變量分析（r=2.874，P=0.027，r=2.913，P=0.026）。在這項研究中，首次報告HCC中KISS-1表達水平升高與臨床預(yù)后惡化有關(guān)，作為肝癌侵襲性的獨立預(yù)后指標，相關(guān)研究表明KISS-1表達升高可能與雌激素滅活減低有關(guān)，具體機制還需進一步研究。

3.11 KISS-1基因與肺癌

國內(nèi)王嘉等[11]選取肺鱗癌3例，腺癌27例肺癌邊緣肺泡組織25例，正常支氣管組織29例，采用免疫組化SP法檢測KISS-1蛋白的表達，結(jié)果表明KISS-1與肺癌TNM分期，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、明顯相關(guān)(P＜0.05)，與肺癌患者年齡,性別、及腫瘤的分化程度，大小、組織學類型并不相關(guān)(P＞0.05)，表明KISS-1蛋白在肺癌組織中表達降低，具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移發(fā)生作用。

4 KISS-1生殖內(nèi)分泌作用

4.1 KISS-1與類固醇激素

Smith JT等人研究發(fā)現(xiàn)KISS-1在下丘腦表達可通過負反饋調(diào)節(jié)男性與女性的類固醇激素水平。在大鼠實驗中雌激素可以抑制KISS-1的表達，也有負反饋調(diào)節(jié)促性腺激素釋放激素的作用。

4.2 KISS-1基因與瘦素和脂聯(lián)素

Mandana等用膠原酶和培養(yǎng)的CRI-D2細胞分離成年雄性大鼠胰島，觀察瘦素和脂聯(lián)素的作用。瘦素與對照組相比，KISS-1轉(zhuǎn)錄水平顯著升高（P＜0.01）低劑量脂聯(lián)素（2.5 g/mL）顯著降低KISS-1轉(zhuǎn)錄水平（P＜0.05），而較高劑量（10 g/mL）對 KISS-1 mRNA 水平無明顯影響。發(fā)現(xiàn)瘦素和脂聯(lián)素是脂肪細胞分泌的兩種關(guān)鍵代謝激素，控制食物攝入量和能量消耗。兩種激素在調(diào)節(jié)下丘腦促性腺激素釋放激素（GnRH）分泌中的作用是通過KISS-1蛋白介導的。

4.3 KISS-1基因與性激素

Amir Babiker等研究表明KISS-1可介導LHRH(促黃體生成素釋放激素)，進而促進黃體生成素釋放，使性腺系統(tǒng)及器官發(fā)育成熟，增加子宮重量，及血漿中雌激素水平，KISS-1基因表達產(chǎn)物維持機體能量與生殖的動態(tài)平衡，可以成為治療生殖功能障礙，調(diào)節(jié)卵巢青春期功能潛在靶點。國內(nèi)研究表明[12]基因TTF1 (thyroid transcription factor-1)表達與KISS-1，GnRH調(diào)控HPG軸有關(guān)，對于探究兒童性早熟的發(fā)生機制，預(yù)防治療兒童性早熟提供新的治療靶點。

4.4 KISS-1與先兆子癇

Chun-hui Wang等人研究發(fā)現(xiàn)在先兆子癇早期孕婦（＜34周）KISS-1表達量增加，與晚期相比有顯著差異，KISS-1可以抑制滋養(yǎng)層細胞遷移與侵襲，而早期先兆子癇發(fā)生與滋養(yǎng)層細胞緩慢侵襲，轉(zhuǎn)移相關(guān)。KISS-1在晚期孕婦 （＞34周）先兆子癇發(fā)生不相關(guān)。并且Kiss-1基因表達與新生兒發(fā)生窒息相關(guān)。

4.5 KISS-1與神經(jīng)保護

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)KISS-1基因衍生物KSO肽，通過NPFF（神經(jīng)肽FF受體）拮抗劑RF9可抑制Nd7/23神經(jīng)母細胞瘤細胞中的毛喉素刺激的環(huán)磷酸腺苷，而產(chǎn)生阿片類作用、具有止痛、抑制食欲、調(diào)節(jié)心血管、代謝脂肪和細胞免疫效應(yīng)。能降低H2O2毒性具有神經(jīng)保護作用。KSO肽還能夠阻止前列腺素E2誘導的大鼠皮層神經(jīng)元凋亡。

5 問題及展望

相關(guān)研究表明KISS-1基因與人的腫瘤疾病發(fā)生，發(fā)展密切相關(guān)，具有顯著意義，目前KISS-1基因詳盡的作用原理和調(diào)節(jié)機制并不明確，所以進一步探討KISS-1對癌細胞的作用機制，尤其對惡性腫瘤侵襲，增殖的作用機理。為臨床靶向治療的實踐，提供大量的確切依據(jù)。不僅如此，這些基因表達具有激素調(diào)節(jié)作用，提供了如代謝紊亂如肥胖和糖尿病的新治療方向。