pokemon基因在大腸癌中的研究進展

李 麗綜述 姚運紅審校

Pokemon(POK erythroid ontogenic factor)蛋白，即POK紅系髓性致癌因子，也被稱為LRF、OCZF、FBI-1，是轉(zhuǎn)錄抑制因子POK家族的一員,現(xiàn)已被確認(rèn)為原癌基因。 Pokemon在人類腫瘤如淋巴瘤、肺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌和膀胱癌中均有高表達。它還能控制其他癌基因的活性,并對腫瘤細(xì)胞的一些重要特性產(chǎn)生影響,可能是其他癌基因引發(fā)癌癥所必需的。本文就pokemon在大腸癌中的研究綜述如下。

1 Pokemon基因的發(fā)現(xiàn)

1.1 Pokemon基因的發(fā)現(xiàn)

1997年P(guān)essler等從HeLa細(xì)胞的細(xì)胞核中抽提純化出1種稱之為FBI-1的細(xì)胞因子，它能識別與短轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)物元件(定位在HIV-1轉(zhuǎn)錄起始位點的下游)相符的1個大的雙重結(jié)合位點。FBI-1與HIV-1啟動子結(jié)合的同時，也能和細(xì)胞與病毒轉(zhuǎn)錄單元中的衰減子結(jié)合，而這些單元的轉(zhuǎn)錄受轉(zhuǎn)錄延伸阻遏物調(diào)控。1999年，Morrison等克隆出了編碼FBI-1的cDNA序列，并發(fā)現(xiàn)FBI-1包含N末端的POZ/BTB域和C末端的Kruppel型鋅指結(jié)構(gòu)。同年，Davies等也成功分離出1個新的POK蛋白白血病/淋巴瘤相關(guān)因子(Leukemia/lmy-phoma -related factor,LRF),并利用生物信息學(xué)方法克隆出了編碼LRF蛋白的cDNA。 Maeda等2005年首次報道的pokemon基因,即POK紅系髓性致癌因子(POK erythroid myeloid ontogenic factor)，能夠特異性地抑制抑癌基因ARF，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展,并推斷pokemon可能是1種原癌基因，且位于多種原癌基因上游，它在癌基因轉(zhuǎn)化過程中起到關(guān)鍵性作用[1,2]。

1.2 Pokemon基因的結(jié)構(gòu)和分布

人類原癌基因pokemon是由ZBTB7A基因3984665-3988242堿基序列編碼的POK家族蛋白,定位于人類染色體的19p13.3區(qū)域上，全長21.6 kb，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA為4456 bp，由2個外顯子組成，含1個編碼框架，編碼含585個氨基酸殘基的蛋白多肽,N末端包含POZ/BTB結(jié)構(gòu)域，藉此形成同源性或異源性聚體；C末端含鋅指結(jié)構(gòu)，可結(jié)合DNA[3]。POK蛋白介導(dǎo)蛋白二聚體形成，通過募集組蛋白脫乙?；?HDACs)引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)改變,引起特定DNA基因的開關(guān)，從而行使轉(zhuǎn)錄抑制功能[4,5]。POK蛋白的特殊結(jié)構(gòu)決定了它在胚胎發(fā)育、分化和腫瘤形成中有重要作用[1,6]。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Pokemon主要存在于細(xì)胞核中,但也有少部分文獻報道存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜。Lee等[7]對HeLa細(xì)胞的FBI-1定位，發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性過表達的FBI-1主要定位于HeLa細(xì)胞的細(xì)胞核，但也有少部分FBI-1定位于細(xì)胞質(zhì)，并且發(fā)現(xiàn)無核定位信號序列FBI-1的POZ結(jié)構(gòu)域可改變內(nèi)源性FBI-1的亞細(xì)胞定位，并使其定位于細(xì)胞質(zhì)。王鵬飛等[8]報道在大腸癌中Pokemon在組織中主要定位在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，而李亞玲[9]報道在大腸癌中Pokemon在組織中主要定位在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜。有待進一步研究。

1.3 Pokemon生物學(xué)作用

1.3.1 Pokemon對癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移的促進作用 Pokemon主要抑制p14AFR基因轉(zhuǎn)錄從而促進癌的增殖和轉(zhuǎn)移。一般情況下，p14AFR通過抑制MDM2來促進p53的轉(zhuǎn)錄表達，形成p14AFR-MDM2-p53功能調(diào)節(jié)通路[10]。已發(fā)現(xiàn)的Pokemon的主要功能是直接結(jié)合p14AFR啟動子并抑制其轉(zhuǎn)錄活性，從而通過p14AFR-MDM2-p53通路抑制p53的轉(zhuǎn)錄表達，導(dǎo)致癌的發(fā)生發(fā)展[2]。Pokemon引起的p53表達降低可抑制P21CIP1的轉(zhuǎn)錄表達[11]。最近Jeon等發(fā)現(xiàn)Pokemon可結(jié)合到PRb啟動子的4個GC富含區(qū)域直接抑制PRb的轉(zhuǎn)錄表達，解除PRb對細(xì)胞周期的阻止，影響細(xì)胞增殖、分化、凋亡、惡性轉(zhuǎn)化等[12]。Komiya等發(fā)現(xiàn)Pokemon與14-3-3β結(jié)合形成復(fù)合體，結(jié)合到MKP-1啟動子上抑制MKP-1表達，從而增強ERK1/2活性，促進腫瘤發(fā)生和腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。沉默Pokemon可令MMP-9表達下降及抑制腫瘤發(fā)生和腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移[13]。由此可見，Pokemon通過抑制p14AFR的轉(zhuǎn)錄抑制p14AFR-MDM2-p53通路的功能，也可直接抑制PRb轉(zhuǎn)錄及促進MMP-9等的表達，影響癌的發(fā)生發(fā)展，是1個能夠影響多方面腫瘤生物學(xué)特性及多種腫瘤基因的多面手，從而確立其作為“關(guān)鍵”癌基因的地位。

1.3.2 Pokemon對細(xì)胞轉(zhuǎn)化的影響 通過早期小鼠胚胎成纖維細(xì)胞MEFs實驗，測試是否缺失pokemon基因會影響細(xì)胞生長或分化。對于多種癌基因聯(lián)合包括腺病毒E1A + H2rasV12、Myc + H2rasV12 、SV40 large T antigen + RasV12及Bcl6 + RasV1轉(zhuǎn)染pokemon 陰性MEFs ,細(xì)胞未能獲得任何增殖優(yōu)勢和轉(zhuǎn)化。而同時轉(zhuǎn)染pokemon和多種癌基因聯(lián)合的MEFs則顯示明顯的增殖優(yōu)勢和瓊脂糖克隆形成能力，并使腫瘤細(xì)胞獲得抗凋亡的能力。因此推論pokemon對MEFs致瘤轉(zhuǎn)化起到了關(guān)鍵作用，在與其他癌基因聯(lián)合的時候可充當(dāng)1個原癌基因[2]。

2 Pokemon與腫瘤

Pokemon是新近發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄抑制因子,通過下列路徑和功能與腫瘤的發(fā)生相關(guān)：①Pokemon特異地抑制腫瘤抑制基因ARF的轉(zhuǎn)錄，它作為ARF的特異性抑制劑通過Pokemon↑→ARF↓→MDM2→p53↓→腫瘤發(fā)生的致癌模式而發(fā)揮作用[2]。②研究發(fā)現(xiàn)，BTB/POZ域是一段存在細(xì)胞和病毒調(diào)節(jié)蛋白氨基末端的高度保守的蛋白—蛋白互相作用域，它是許多轉(zhuǎn)錄因子、致癌基因蛋白、離子通道蛋白和一些機動蛋白相關(guān)蛋白的反應(yīng)基序[14,15]。 Yoon等[16]發(fā)現(xiàn)，Kaiso(另一POK家族成員)特異連接甲基化DNA序列并提高對靶基因的抑制。Pokemon具有BTB/POZ域和Kruppel鋅指結(jié)構(gòu)，暗示Pokemon也可通過蛋白-蛋白相互作用發(fā)揮類似作用，可能存在多個靶基因，并通過對靶基因的漸進控制(比如啟動子甲基化)而發(fā)揮作用。③近年來研究還發(fā)現(xiàn)含BTB/POZ結(jié)構(gòu)域蛋白與Cullin E3連接酶功能相關(guān)。POZ結(jié)構(gòu)域蛋白家族作為Cullin3 E3泛素化連接酶復(fù)合體的接合體而發(fā)揮作用，因此，Pokemon可能又通過蛋白泛素化來調(diào)節(jié)其靶點和通路[17]。④Davies等[18]發(fā)現(xiàn)，Pokemon還為癌基因LAZ-3/BCL-6潛在的靶點。在人類乳腺癌、肺癌、鼻咽癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、膀胱癌、宮頸癌、胃癌、胰腺癌、淋巴瘤、白血病等多種腫瘤組織中都發(fā)現(xiàn)有Pokemon 的高表達[2,19～26]。

2.1 Pokemon與大腸癌的關(guān)系

大腸分為盲腸、結(jié)腸和直腸，其中結(jié)腸癌、直腸癌統(tǒng)稱為大腸癌。在消化道腫瘤中，大腸癌的發(fā)病率僅次于胃癌和食管癌。大腸癌是指大腸黏膜上皮在環(huán)境或遺傳等多種致癌因素作用下發(fā)生的惡性病變，預(yù)后不良，死亡率較高，是最常見的消化道惡性腫瘤之一。

抑癌基因和促凋亡基因活性降低、癌基因和抗凋亡基因活性增強是腫瘤發(fā)生和惡性增長的主要原因。3種最常見的抑癌基因p14ARF、RB和p53都是細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子，它們在細(xì)胞周期的多個監(jiān)測點調(diào)節(jié)細(xì)胞生長，避免細(xì)胞發(fā)生基因突變[27]。它們的上游基因被抑制或下游產(chǎn)物失活都會導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。近年來，隨著腫瘤分子生物學(xué)研究的深入，越來越多的基因被發(fā)現(xiàn)參與了大腸癌的發(fā)生過程，其中Survivin、p16、p27、cyclinD1、Smad4、HSPlO、ras等參與了大腸癌的早期發(fā)生；GST純合性缺失、B-連環(huán)素、MMP-7、Tiaml與大腸癌的轉(zhuǎn)移相關(guān)；SNC6和SNC19、環(huán)氧合酶-2、KAI1、Fas/Fas配體等參與大腸癌的發(fā)生、發(fā)展、浸潤、轉(zhuǎn)移全過程；engoglin、VEGF參與了大腸癌組織中的血管生成,抑癌基因APC、β-catenin、DCC、p53、結(jié)直腸癌突變基因、PTEN等突變對大腸癌的診斷有十分重要的意義[28,9]。但是沒有1個基因在研究群體中表達達到100%，所以尋找其它的相關(guān)基因及不同的基因調(diào)控鏈組合仍是要解決的難題。

鄔贄斌等[29]利用RT-PCR技術(shù)對39例結(jié)直腸癌及癌旁組織進行Pokemon基因檢測，結(jié)果顯示結(jié)直腸癌組織和癌旁組織中均有Pokemon基因表達，且癌組織中基因表達明顯高于癌旁正常組織，說明Pokemon與結(jié)直腸癌的發(fā)生有相關(guān)性。Pokemon基因的表達與患者的性別、年齡、腫瘤大小、腫瘤部位、結(jié)直腸癌的Dukes分期無相關(guān)性，與癌組織的分化程度相關(guān)，高分化組Pokemon基因的表達高于中低分化組，兩者相比較有顯著性差異。提示Pokemon基因可能與結(jié)直腸癌的惡性程度有關(guān)。

王鵬飛等[8]研究發(fā)現(xiàn)Pokemon的表達水平可能與大腸癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者癌組織中Pokemon mRNA表達水平高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者，這與崔明等對乳腺癌中Pokemon的表達進行研究的結(jié)果相近[30]；但與研究免疫組化中Pokemon蛋白與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系并不一致，提示Pokemon基因表達與蛋白表達可能并不呈平行關(guān)系，在翻譯水平可能存在其它影響因素，需要進一步研究證實。而生存分析研究中提示Pokemon陽性表達的大腸癌患者預(yù)后不良，與報道稱彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤患者中Pokemon陽性的預(yù)后較好、Pokemon和Bcl-6均陽性的預(yù)后更好[1]不一致，更需進一步研究證實。

李亞玲等[9]報道的5株大腸癌細(xì)胞中，Pokemon在4株細(xì)胞(SW480、SW480l/M5、SW620、LOVO)中有mRNA和蛋白表達，p14ARF在1株細(xì)胞(HCTIl6)中有mRNA和蛋白表達。Pokemon表達與p14ARF表達與大腸癌分化程度呈負(fù)相關(guān)，與大腸癌Dukes分期及轉(zhuǎn)移無關(guān)。郭睿等[31]構(gòu)建的pGshRNA-Pokemon干擾載體,瞬時轉(zhuǎn)染大腸癌SW480細(xì)胞，Pokemon的mRNA表達抑制率在48 h 最高(83.1%)， Pokemon的蛋白表達抑制率在72 h 最高(73.5%)，隨著Pokemon表達抑制，SW480細(xì)胞凋亡增加。

2.2 Pokemon基因在大腸癌中的應(yīng)用前景

Pokemon可能在大腸癌的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮了很關(guān)鍵的作用，現(xiàn)有的研究表明Pokemon可能是治療癌癥有效的新的靶基因[2]。Pokemon視為腫瘤總開關(guān)[1,32,33]的原因是在腫瘤轉(zhuǎn)化分子網(wǎng)絡(luò)機制中它能控制其他癌基因的活性，并對腫瘤細(xì)胞的一些重要特性產(chǎn)生影響，而一般致癌基因僅控制腫瘤細(xì)胞增長。2004年 Ari Melnick等合成了1種可以與Bcl-6中POZ域側(cè)溝特異性結(jié)合的阻遏蛋白，在體內(nèi)外有效阻斷了Bcl-6發(fā)揮功能[34]，而Poz域則是Pokemon蛋白發(fā)揮致癌作用、促發(fā)腫瘤惡性行為的關(guān)鍵作用部位。所以Pokemon作為1個新的重要的癌基因，對大腸癌的增殖、凋亡、細(xì)胞周期改變、侵襲、轉(zhuǎn)移的確切作用及其機理還不清楚，有待進一步研究。

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