鋅指蛋白703的研究進(jìn)展

畢麗紅 馬鋒 楊公利 劉翠平 張春忙 彭凡洲 白楊

鋅指蛋白703的研究進(jìn)展

畢麗紅1馬鋒1楊公利1劉翠平2張春忙1彭凡洲1白楊1

本文簡(jiǎn)介了鋅指蛋白的結(jié)構(gòu)、分類和功能，及其新成員ZNF703的背景及與腫瘤的關(guān)系，論述了ZNF703的作用機(jī)制及在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的重要作用，對(duì)研究和臨床均有指導(dǎo)意義。

鋅指蛋白；ZNF703；腫瘤

鋅指蛋白是一類具有“指狀”結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子，在真核生物中表達(dá)廣泛,參與細(xì)胞的分化、增殖和凋亡等多種重要生命過程。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，鋅指蛋白與人類多種腫瘤如食管癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌、胃癌等密切相關(guān)，調(diào)控腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，并對(duì)預(yù)后判斷有一定的價(jià)值[1-4]。鋅指蛋白703（zinc finger protein 703,ZNF703）是新近發(fā)現(xiàn)的鋅指蛋白，因與多種腫瘤的浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，受到國際同行的密切關(guān)注。本文就鋅指蛋白及其新成員ZNF703的背景知識(shí)尤其是與腫瘤的關(guān)系做一簡(jiǎn)要評(píng)述。

一、鋅指蛋白

1.鋅指蛋白結(jié)構(gòu)與分類

鋅指蛋白最初于1983年由Miller等[5]在非洲爪蟾軟母細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子IIIA中被發(fā)現(xiàn)，由若干保守的氨基酸殘基與鋅離子結(jié)合所形成的相對(duì)獨(dú)立的“手指”狀四面體結(jié)構(gòu)。隨后，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大量含有鋅指結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，統(tǒng)稱為鋅指蛋白。1988年Frankel等[6]明確定義鋅指（zinc finger）為在部分調(diào)節(jié)蛋白的氨基酸序列中，由多個(gè)保守的半胱氨酸和（或）組氨酸殘基組成的相對(duì)獨(dú)立結(jié)構(gòu)，通過結(jié)合Zn2+后形成穩(wěn)定的可自我折疊形成“手指”狀四面體多肽空間構(gòu)型。1989年，Lee等[7]通過磁共振方法發(fā)現(xiàn)，每個(gè)鋅指均由1對(duì)反向平行的β折疊片和1個(gè)α螺旋組成，并通過2個(gè)保守的組氨酸和2個(gè)半胱氨酸螯合1個(gè)鋅離子，每個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)都形成獨(dú)立的包含鋅離子的小結(jié)構(gòu)域。根據(jù)與鋅離子結(jié)合的保守性氨基酸殘基半胱氨酸和組氨酸的不同組合，把鋅指蛋白分為C2H2、C4、C6、C4HC3、C3HC4、C2HC、 C3H以及聯(lián)合型等多種類型[8-11]。

2.鋅指蛋白生物功能

鋅指蛋白具有含鋅指結(jié)構(gòu)的DNA結(jié)合域，該區(qū)域與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的特殊表面結(jié)構(gòu)（一般包含1個(gè)α螺旋），能夠依靠其指型空間結(jié)構(gòu)伸入到DNA雙螺旋的反應(yīng)溝內(nèi)與DNA堿基發(fā)生特異性接觸，從而識(shí)別特定的DNA序列，調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄[10]。其次，某些鋅指蛋白的主要功能是結(jié)合RNA，參與mRNA的成熟剪接以及降解等轉(zhuǎn)錄后調(diào)控過程，例如鋅指蛋白hZFP10[12]、TTP鋅指[13]、鋅指蛋白甲狀腺激素受體[14]。此外，LIM鋅指、MYND鋅指、PHD鋅指和RING鋅指等鋅指蛋白可以作為蛋白質(zhì)識(shí)別模序，特異地介導(dǎo)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用[15-16]。因此，鋅指蛋白可通過DNA識(shí)別，RNA包裝，轉(zhuǎn)錄激活，蛋白折疊和裝配，脂質(zhì)結(jié)合，并參與腫瘤的形成和機(jī)體免疫干預(yù)等，通過不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化和凋亡，參與調(diào)控胚胎發(fā)育、植物抗逆性增強(qiáng)及腫瘤發(fā)生等多種生物學(xué)功能。

二、ZNF703

1.ZNF703蛋白結(jié)構(gòu)及編碼基因

NLZ1/ZNF703是新近發(fā)現(xiàn)的NET家族新成員。研究發(fā)現(xiàn)，NLZ1/ZNF703及其同系物有六個(gè)進(jìn)化保守域，其中三個(gè)是NET蛋白家族特有的：Sp，Buttonhead盒（Btd盒）和C2H2鋅指[17-18]，這些特定結(jié)構(gòu)域?qū)τ贜LZ1蛋白正確的亞細(xì)胞分布和轉(zhuǎn)錄抑制是必需的。NET蛋白缺乏核定位序列，推測(cè)NLz1/ ZNF703可能通過其特有的PY和YL結(jié)構(gòu)域與其他蛋白相互作用，從而轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞核。NLZ1/ ZNF703編碼基因?yàn)镚enBank序列號(hào)為（NM_025069.1），定位于人染色體8（8 p11.23），該區(qū)位于乳腺癌，前列腺癌和喉癌等腫瘤的遺傳易感區(qū)域內(nèi)[19]。

2.ZNF703與腫瘤

ZNF703具有多種生物學(xué)功能，如ZNF703通過募集組蛋白去乙?；瘡?fù)合物（HDAC）從而抑制基因表達(dá)，調(diào)控胚胎發(fā)育過程，如脊椎動(dòng)物后腦分化為菱腦節(jié)等[20]。ZNF703蛋白與腫瘤的發(fā)生更為密切，得到越來越多的關(guān)注。

（1）ZNF703與乳腺癌：Sircoulomb等[21]通過分析561例乳腺癌中ZNF703表達(dá)與臨床病理特征關(guān)系發(fā)現(xiàn)，ZNF703在乳腺癌中過表達(dá)，而在正常的乳腺上皮細(xì)胞中低表達(dá)，ZNF703過表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞基因的不穩(wěn)定性增加，腫瘤侵襲性強(qiáng)。而且，對(duì)于luminal A and及l(fā)uminal B型乳腺癌，ZNF mRNA高水平表達(dá)的5年無疾病生存率較低。Zhang等[22]也發(fā)現(xiàn)，127例乳腺癌患者，ZNF703蛋白的陽性表達(dá)率為91.3%。此外，多項(xiàng)研究均提示，ZNF703是一個(gè)新的雌激素受體陽性驅(qū)動(dòng)基因，在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。Lin等[23]研究發(fā)現(xiàn)ZNF703是雌激素受體轉(zhuǎn)錄活性的靶基因，雌激素反應(yīng)元件（ERB）ErbB2和細(xì)胞周期蛋白D1（CCND1）位于其啟動(dòng)子區(qū)域。ZNF703過表達(dá)的乳腺癌MCF7細(xì)胞系中，ER相關(guān)蛋白FOXA1（forkhead box A1）和GATA3（GATA binding protein 3）表達(dá)下降，通過免疫染色發(fā)現(xiàn)：在胞核內(nèi)高表達(dá)ZNF703的細(xì)胞中，80%表現(xiàn)為ER低表達(dá)；相反，胞質(zhì)內(nèi)散在表達(dá)ZNF703的細(xì)胞中，60%表現(xiàn)為ER高表達(dá)[21]。ZNF703受雌激素水平的調(diào)節(jié)，其表達(dá)水平可反映雌激素受體驅(qū)動(dòng)水平，故可幫助預(yù)測(cè)他莫昔芬（一種抗雌激素或者芳香酶抑制劑）的敏感性。目前認(rèn)為，ZNF703過度表達(dá)的腫瘤患者應(yīng)謹(jǐn)慎使用他莫昔芬[22]。

（2）ZNF703與子宮內(nèi)膜腺癌：國內(nèi)袁莉敏等[24]研究發(fā)現(xiàn)，ZNF703在正常子宮內(nèi)膜、子宮內(nèi)膜增生癥及子宮內(nèi)膜癌中的陽性表達(dá)程度逐漸增強(qiáng)，且子宮內(nèi)膜腺癌中的表達(dá)水平顯著高于不典型增生及正常子宮內(nèi)膜，提示ZNF703可能參與子宮內(nèi)膜腺癌的發(fā)生。ZNF703在子宮內(nèi)膜腺癌中表達(dá)水平與病理分級(jí)、病理分期、盆腔轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，提示ZNF703過表達(dá)可能與患者的預(yù)后密切相關(guān)。子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、發(fā)展亦與雌、孕激素受體密切相關(guān)，子宮內(nèi)膜癌變后ER及PR含量顯著下降[25-28]，而且ER含量與子宮內(nèi)膜癌組織學(xué)分級(jí)有關(guān)，腫瘤分化程度越高，ER、PR陽性表達(dá)率越高，腫瘤分化程度越差者，ER、PR陽性率越低，這些均提示ZNF703可能是一個(gè)雌激素受體陽性的子宮內(nèi)膜癌驅(qū)動(dòng)基因。ZNF703的檢測(cè)有可能成為評(píng)估子宮內(nèi)膜腺癌的指標(biāo)之一，對(duì)于子宮內(nèi)膜腺癌的早期診斷、指導(dǎo)治療及判斷預(yù)后可能具有重要的意義。

（3）ZNF703與胃癌：多種鋅指蛋白在胃癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，如鋅指蛋白139（ZNF139）、鋅指蛋白331（ZNF331）、E盒結(jié)合鋅指蛋白1（ZEB1）[29-31]。新近研究[32]發(fā)現(xiàn)，ZNF703在胃癌組織中過表達(dá)，遠(yuǎn)高于癌旁正常黏膜組織，并且，ZNF703表達(dá)與胃癌浸潤(rùn)程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，下調(diào)ZNF703表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞成長(zhǎng)，抑制細(xì)胞浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移，這些均提示ZNF703在胃癌的發(fā)生中扮演癌基因的角色。

3.ZNF703作用機(jī)制

目前認(rèn)為，ZNF703主要是作為負(fù)向轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮作用，但具體機(jī)制有待進(jìn)一步明確。Sircoulomb等[21]提出ZNF703主要通過與DCAF7（DDB1 and CUL4 associated factor 7）、PHB2（Prohibitin 2）及NCOR2（nuclear receptor corepressor 2）組成核轉(zhuǎn)錄復(fù)合物抑制相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，發(fā)揮其在細(xì)胞增殖、分化及細(xì)胞周期的調(diào)控作用。Orford等[33]認(rèn)為ZNF703能減少細(xì)胞周期抑制蛋白P15的表達(dá)，增加人視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤抑制蛋白（pRB）的磷酸化和轉(zhuǎn)錄因子（E2F1）的轉(zhuǎn)錄活性，激活細(xì)胞周期相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，使細(xì)胞從G1期進(jìn)展到S期，促進(jìn)細(xì)胞增殖。Holland等[34]認(rèn)為ZNF703過表達(dá)可與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGFβ）受體Ⅱ（TGFBR2）啟動(dòng)子位點(diǎn)結(jié)合，阻止TGFβ對(duì)細(xì)胞增殖的抑制。此外，Harrison等[35]發(fā)現(xiàn)ZNF703過表達(dá)可誘導(dǎo)WNT及NOTCH信號(hào)通路相關(guān)基因表達(dá)，如LEF1（淋巴增強(qiáng)因子1）、TCF12（轉(zhuǎn)錄因子12）、WNT4（wingless-type MMTV integrationsite family，member 4）、ASCL1（achaete-scute complexhomolog 1）等，參與腫瘤干細(xì)胞分化及自我更新能力調(diào)節(jié)。Slorach等[36]發(fā)現(xiàn)Nlz1/Zeppo1（鼠的ZNF703同源體）過表達(dá)能抑制E-鈣粘蛋白（E-cadherin），WNT以及TGFβ（TCF/LEF-dependent）受體表達(dá)，從而調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞黏附、遷移及侵襲。

綜上所述，ZNF703基因作為鋅指蛋白家族的新成員，在腫瘤細(xì)胞增殖、腫瘤浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移過程中可能起重要作用，可能成為多種惡性腫瘤診斷、轉(zhuǎn)移和預(yù)后的分子標(biāo)志物，深入探討ZNF703與腫瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，可能為靶向ZNF703的腫瘤基因治療（如RNA干擾等）提供一定的參考價(jià)值。深入對(duì)其他鋅指蛋白識(shí)別核酸及鋅指間相互作用機(jī)制的研究，有望利用人工設(shè)計(jì)的鋅指蛋白來調(diào)控特定基因的表達(dá)，為腫瘤患者帶來新的治療方案。

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2014-03-10）

（本文編輯：何美蓉）

10.3961/j.issn.1672-2159.2014.02.008

1 510515南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院消化內(nèi)科；2 510515南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科通訊作者：白楊，E-mail：baiyang1030@hotmail.com