RBMS1 基因的研究進(jìn)展

王月，聶建云

(昆明醫(yī)科大學(xué)，云南 昆明)

0 引言

RBMS1(RNA binding motif single stranded interacting protein 1)最初的發(fā)現(xiàn)與c-Myc 基因相關(guān)，被稱為c-Myc 基因單鏈結(jié)合蛋白2，即MSSP2 基 因(a c-Myc gene single-strand binding protein 1)。c-Myc 被公認(rèn)為是一種癌基因，其功能涉及細(xì)胞的增殖、分化以及代謝等過程，與人類多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[1,2]。早在1994 年，Negishi 等人[3]指出位于MYC 基因復(fù)制起點(diǎn)的一段21bp 的序列，可發(fā)揮增強(qiáng)子的作用，并被MYC 蛋白復(fù)合物識(shí)別。Negishi 等人[3]通過cDNA 表達(dá)文庫(kù)篩選鑒定出一種蛋白，該蛋白與MYC 基因起源/增強(qiáng)子元件的單鏈DNA 結(jié)合，命名為MSSP1(a c-Myc gene single-strand binding protein 1)。

Toshiki 等人[4]利用MSSP1 在人胎盤cDNA 文庫(kù)鑒定得到了MSSP2(即RBMS1)。MSSP2 與MSSP1 具 有 高 度 同 源 性，但MSSP2 蛋白的C 端還有16 個(gè)氨基酸。Christian 等人[5]1996 年首次報(bào)道了RBMS1(文中稱為MSSP2)的基因結(jié)構(gòu)：由16 個(gè)外顯子組成，包含兩個(gè)可替代的第一外顯子。MSSP2 基因通過剪接至少產(chǎn)生5 種同源產(chǎn)物：MSSP1、MSSP2(RBMS1)、Scr2、Scr3 以及人YC1[4-6]。預(yù)測(cè)MSSP2 的389 個(gè)氨基酸里包含兩個(gè)RNP1 基序：RNP1-A 和RNP1-B[4]。RNP1 基 序 最 初 在RNA 結(jié) 合 蛋 白 中 被報(bào)道，同時(shí)也是DNA 結(jié)合所必需的。RBMS1 可結(jié)合單鏈和雙鏈DNA，并促進(jìn)了包含RBMS1 結(jié)合區(qū)的SV40 衍生質(zhì)粒的復(fù)制[4]。RBMS1 會(huì)干擾DNA 碎片化，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[7]，此外還抑制細(xì)胞周期從G1 期到S 期等[3]。隨著研究不斷深入，RBMS1 在人類多種疾病中的作用以及作用機(jī)制也被越來越多的發(fā)現(xiàn)。本文綜述了RBMS1 相關(guān)的文獻(xiàn)，系統(tǒng)性的闡述了RBMS1 與肥胖、糖尿病、乳腺癌以及微RNA 和長(zhǎng)鏈非編碼RNA 的關(guān)系。

1 RBMS1 的轉(zhuǎn)錄激活作用

RBMS1 的啟動(dòng)子含有許多轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合元件，且缺少TATA和CCAAT 盒，富含GC[5]。RBMS1 作為轉(zhuǎn)錄因子激活下游許多靶基因，包括c-Myc、Fas 等。

1.1 c-Myc

MYC 基因根據(jù)不同的染色體定位，可分為c-Myc，n-Myc，l-Myc。RBMS1 主要通過RNP 基序與c-Myc 相互作用，參與細(xì)胞的多種生理過程，如DNA 復(fù)制，細(xì)胞凋亡，細(xì)胞周期等[8]。有研究顯示MSSP/Scr 通過RNP 基序與c-Myc 結(jié)合，從而刺激Myc/ras協(xié)同轉(zhuǎn)錄激活[9]。另一方面，RBMS1 可直接結(jié)合到c-Myc 的C 端，通過將c-Myc/Max 復(fù)合物轉(zhuǎn)化為RBMS1/c-Myc/Max 三元復(fù)合物，抑制c-Myc 的E 盒依賴轉(zhuǎn)運(yùn)活性[10]。因此，RBMS1 可作為c-Myc的調(diào)節(jié)元件，參與調(diào)控細(xì)胞周期，細(xì)胞分化等過程[10]。

此外，Mitsuaki 等人[9]報(bào)道RBMS1 基因的Mup1 序列可作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)元件具有正向的轉(zhuǎn)錄活性，而這種活性由于點(diǎn)突變而喪失。Mup1 序列是位于RBMS1 基因上-473 到-440 的寡核苷酸片段，可保護(hù)DNA 不被DNA 酶水解。Takeshi 等[11]研究發(fā)現(xiàn)MSSP 通過其RNP 結(jié)構(gòu)域與人DNA 聚合酶α 催化亞基的N 端結(jié)合。DNA 聚合酶α 在DNA 復(fù)制過程中主要參與復(fù)制前體復(fù)合物的形成，MSSP 與DNA 聚合酶α 的結(jié)合可以促進(jìn)酶反應(yīng)活性。此外，MSSP 與DNA 聚合酶α 結(jié)合后便失去了與MSSP-1-myc(H-P)復(fù)合體結(jié)合的能力[11]。

1.2 Fas

核染色質(zhì)免疫沉淀實(shí)驗(yàn)證實(shí)RBMS1 通過與Fas 基因啟動(dòng)子-1035 到-635 區(qū)域結(jié)合，促進(jìn)Fas 的轉(zhuǎn)錄以及Fas 下游相關(guān)的信號(hào)通路[12]。Fas 一般與配體FasL 結(jié)合刺激細(xì)胞凋亡。RBMS1基因的敲除往往伴隨著Fas 基因的表達(dá)受到抑制，從而導(dǎo)致Fas介導(dǎo)的凋亡也被抑制。這提示我們Fas 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是依賴于RBMS1 的[12]。且后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)在RBMS1 缺陷小鼠的細(xì)胞系中，細(xì)胞色素C 不從線粒體中釋放，而細(xì)胞凋亡蛋白酶(caspase 8)被激活，這表明RBMS1 介導(dǎo)的凋亡獨(dú)立于線粒體發(fā)生[13]。

2 RBMS1 與糖尿病

2 型糖尿病(T2DM)是較為常見的糖尿病類型，表現(xiàn)為胰島素抵抗，胰島素分泌相對(duì)減少。為了確定T2DM 的易感性位點(diǎn)，發(fā)表于2010 年的全基因組關(guān)聯(lián)(GWA)研究對(duì)來自兩項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究的10870 例和73735 例對(duì)照進(jìn)行了驗(yàn)證[14]。該研究在染色體2q24 位置發(fā)現(xiàn)了與RBMS1 和ITGB6 基因顯著相關(guān)的變異，改位點(diǎn)可能通過影響糖代謝和胰島素抵抗來影響T2DM 風(fēng)險(xiǎn)。之后，越來越多的研究揭示RBMS1 與糖尿病易感的相關(guān)性[15-18]，特別是Elena 等人[18]的研究證實(shí)在中國(guó)漢族人群中，RBMS1 基因和BCAR1 基因與T2DM 有著密切的關(guān)系。

3 RBMS1 與肥胖

研究證實(shí)，RBMS1 與肥胖相關(guān)[19]。肥胖的發(fā)生發(fā)展涉及多種因素，其中遺傳因素扮演著重要角色。定量性狀位點(diǎn)(QTL)分析被廣泛應(yīng)用于染色體區(qū)域中影響多因子性狀的位點(diǎn)的定位，可用來對(duì)先前確定的肥胖QTL 進(jìn)行精細(xì)定位，分析肥胖相關(guān)的遺傳信息。Ishikawa 等人[19]利用Affymetrix 基因芯片分析，尋找QTL 的候選基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)肥胖QTL 定位在小鼠2 號(hào)染色體上，且篩選得到在肝臟和脂肪墊中差異表達(dá)的29 個(gè)候選基因：Gpd2、Upp2、Acvr1c、March7 和RBMS1 等。這一發(fā)現(xiàn)將為找出肥胖的致病基因提供線索，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)與肥胖相關(guān)的新的生物學(xué)和病理學(xué)途徑。但RBMS1 參與肥胖調(diào)控的具體機(jī)制仍不清楚，有待更深入的研究。

4 RBMS1 與微RNA(microRNA)

微RNA(microRNA 或miRNA)又叫做小分子RNA，是一種長(zhǎng)約21 到23 個(gè)核苷酸的RNA 分子，可調(diào)節(jié)許多靶基因的表達(dá)，在細(xì)胞內(nèi)具有多種重要作用[20]。MicroRNA-383(miR-383)在小鼠卵巢顆粒細(xì)胞(GC)和卵母細(xì)胞中表達(dá)，可通過影響RBMS1 的mRNA 穩(wěn)定性來抑制RBMS1，進(jìn)而抑制了c-Myc 的表達(dá)水平，最終促進(jìn)了GC 釋放雌二醇[21]。此外，miR-383 還受到類固醇生成轉(zhuǎn)錄因子SF-1 的調(diào)控。這些結(jié)果表明，miR-383 直接靶向RBMS1，通過滅活c-Myc 來促進(jìn)雌激素生成。了解miRNA 在雌激素生產(chǎn)中的調(diào)控和功能，將有助于研究miRNA 在治療類固醇相關(guān)疾病中的作用。

5 RBMS1 與長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)

長(zhǎng)鏈非編碼RNA (Long non-coding RNAs， lncRNA)是一類轉(zhuǎn)錄長(zhǎng)度超過200 個(gè)核苷酸的非編碼序列，因其缺少有效開放讀框而很少編碼或不能編碼蛋白質(zhì)[22]。研究表明lncRNA 在腫瘤發(fā)生發(fā)展、神經(jīng)科學(xué)和個(gè)體發(fā)育等許多生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，是人類基因組重要的調(diào)控分子[23]。CDKN2B- AS1 是lncRNA CDKN2B 的反義RNA 1，被報(bào)道與2 型糖尿病[24]、心血管疾病[25]以及癌癥[26,27]相關(guān)。Michael 等人[28]研究證實(shí)CDKN2B- AS1的表達(dá)在RNA 水平和蛋白水平上均與RBMS1 呈正相關(guān)，RIP 實(shí)驗(yàn) 證 實(shí)CDKN2B-AS1 與RBMS1 直 接 結(jié) 合。CDKN2B-AS1 對(duì)RBMS1 的順式調(diào)控作用在Hela 細(xì)胞中被誘導(dǎo)，因此該調(diào)控效應(yīng)具有細(xì)胞依賴性[28]。研究者認(rèn)為CDKN2B-AS1 和RBMS1 轉(zhuǎn)錄的相關(guān)性并不是通過CDKN2B-AS1 mRNA 與RBMS1 蛋白的結(jié)合介導(dǎo)的，而是一種獨(dú)立的調(diào)控機(jī)制[28]。

6 RBMS1 與乳腺癌

為了更好地了解人類乳腺腫瘤的分子機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)新的腫瘤標(biāo)志物用于臨床實(shí)踐，研究者利用cDNA 芯片對(duì)使用菠蘿蛋白酶處理的MCF-7 人乳腺癌細(xì)胞與未處理組進(jìn)行基因表達(dá)譜分析[29]。菠蘿蛋白酶可通過CD44 基因影響細(xì)胞表面受體系統(tǒng)，可抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，降低腫瘤細(xì)胞的侵襲能力等[30,31]。該研究鑒定了1102 個(gè)已知基因在治療之間出現(xiàn)顯著差異表達(dá)(P＜0.001)，其中包括RBMS1 在內(nèi)的20 個(gè)基因差異性尤其顯著[29]。菠蘿蛋白酶處理1h 后RBMS1 基因表達(dá)上調(diào)，4h 后基因表達(dá)下調(diào)，48h 仍處于下調(diào)狀態(tài)，這些基因改變的程度與細(xì)胞縫隙連接信號(hào)、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)等過程顯著相關(guān)[29]。

非編碼RNA (ncRNA)在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著重要的作用。研究者對(duì)腫瘤和正常配對(duì)的組織樣本進(jìn)行了高通量轉(zhuǎn)錄譜分析，在超過200 個(gè)新的候選基因組區(qū)域中重新發(fā)現(xiàn)了變化，這些區(qū)域映射到內(nèi)含子區(qū)域[32]。該研究確定了16 個(gè)基因組位點(diǎn)，它們分別與5 個(gè)關(guān)鍵蛋白編碼基因(CRIM1、EPAS1、ZEB2、RBMS1 和RFX2)的內(nèi)含子對(duì)應(yīng)[32]。該研究表明內(nèi)含子在EMT 和乳腺癌中扮演重要角色，但內(nèi)含子的生物學(xué)作用或機(jī)制未被充分認(rèn)識(shí)。

7 其他

RBMS1 敲除小鼠在胚胎期2.5 天時(shí)會(huì)出現(xiàn)黃體酮濃度較低，從而導(dǎo)致部分小鼠胚胎致死[12]，提示RBMS1 參與小鼠胚胎發(fā)育過程與黃體酮生成或分泌相關(guān)。在發(fā)生早期急性腎移植排斥反應(yīng)與未發(fā)生排斥反應(yīng)的活檢組織中，RBMS1 基因出現(xiàn)差異性表達(dá)，該研究提示RBMS1 參與機(jī)體急性排斥反應(yīng)，有可能作為移植反應(yīng)監(jiān)測(cè)的標(biāo)志物[33]。在對(duì)患有嚴(yán)重精神運(yùn)動(dòng)遲緩的病人中分析發(fā)現(xiàn)RBMS1 基因與患者異常表型相關(guān)[34]。人B 細(xì)胞感染Epstein-Barr 病毒(EBV)可誘導(dǎo)形成永久生長(zhǎng)的淋巴母細(xì)胞樣細(xì)胞系(CSIII LCL)，而RBMS1 基因在CSIII LCL 中高表達(dá)，且通常出現(xiàn)在EBV 的潛伏期III 中，阻止病毒進(jìn)入裂解周期[35]。

8 小結(jié)

RBMS1 最開始作為c-Myc 基因的單鏈結(jié)合蛋白被發(fā)現(xiàn)，又稱作MSSP2。RBMS1 與c-Myc 結(jié)合，調(diào)控細(xì)胞增殖，DNA 復(fù)制，且與細(xì)胞凋亡以及細(xì)胞周期等密切相關(guān)。RBMS1 發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用，激活下游c-Myc、Fas 等目的基因。RBMS1 參與雌二醇的調(diào)控，與肥胖、糖尿病等內(nèi)分泌相關(guān)疾病關(guān)系密切。RBMS1 的作用還受到微RNA(miRNA)和長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)的調(diào)控。RBMS1 基因在乳腺癌研究中也被報(bào)道具有重要作用。關(guān)于RBMS1 相關(guān)的研究較少，且現(xiàn)有的文獻(xiàn)大多是基于全基因組分析，對(duì)疾病和基因的差異表達(dá)進(jìn)行相關(guān)性分析，并未通過實(shí)驗(yàn)揭示RBMS1 基因的具體作用機(jī)制以及涉及的信號(hào)通路。未來的研究，可依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道中RBMS1 與疾病的關(guān)系，對(duì)其參與的相關(guān)信號(hào)通路進(jìn)行深入挖掘，有望為疾病的靶向治療研究提供線索。