AEG-1在頭頸部腫瘤中的研究進(jìn)展

劉 亮(綜述)，廖海球(審校)

(南華大學(xué)附屬婁底醫(yī)院 湖南省婁底市中心醫(yī)院腫瘤科，湖南 婁底 417000)

星形膠質(zhì)細(xì)胞上調(diào)基因1(astrocyte elevated gene 1，AEG-1)是人免疫缺陷病毒感染或腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)人胚胎星形細(xì)胞后導(dǎo)致表達(dá)升高的一種基因，是目前腫瘤領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。隨著分子生物學(xué)研究的進(jìn)展，分子靶向治療已成為繼手術(shù)、化療和放療之后治療惡性腫瘤的第四種模式。大量研究已經(jīng)證實(shí),AEG-1具有癌基因的特性，它與多種惡性腫瘤(鼻咽癌、食管癌、肺癌、肝癌、乳腺癌)的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。AEG-1作為一種癌基因在各種惡性腫瘤中的表達(dá)可為研發(fā)治療惡性腫瘤的分子靶向藥物提供新的思路。

1 AEG-1概述

Su等[1]于2002年在人類(lèi)免疫缺陷病毒感染的人胚胎初級(jí)星形細(xì)胞中首次克隆出AEG-1。隨后在小鼠體內(nèi)利用噬菌體篩選克隆出AEG-1同源物Metadherin(MTDH)[2]。AEG-1 cDNA全長(zhǎng)3611 bp，包括12個(gè)外顯子和11個(gè)內(nèi)含子，定位于與許多惡性腫瘤發(fā)生高度相關(guān)的常染色體8q22上[3-4]。其啟動(dòng)區(qū)無(wú)TATA或CAAT盒，但富含GC序列和多個(gè)SP1基序，其中SP1基序可以與核因子κB相互作用,可能是AEG-1發(fā)揮功能的重要片段[5-6]。人類(lèi)AEG-1基因編碼的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量約為64×103，等電點(diǎn)PI為9.33，含有582個(gè)氨基酸，包括3個(gè)核定位信號(hào)區(qū)，分別位于氨基酸79～91、432～451、561～580之間，可以介導(dǎo)AEG-1蛋白的核轉(zhuǎn)位,從而發(fā)揮其轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。其中561～580氨基酸序列在AEG-1的核轉(zhuǎn)位過(guò)程中起主要作用[7-8]。大量研究已經(jīng)證實(shí)AEG-1基因是一種原癌基因，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及其預(yù)后密切相關(guān)。

2 AEG-1的生物學(xué)功能

2.1AEG-1促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移 腫瘤細(xì)胞增殖是腫瘤惡性生長(zhǎng)的重要特征之一，研究發(fā)現(xiàn)AEG-1可促進(jìn)前列腺癌、乳腺癌、食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)等多種腫瘤細(xì)胞增殖[9-11]。劉海燕等[12]用設(shè)計(jì)合成的AEG-1小分子干擾RNA轉(zhuǎn)染神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞株SK-N-SH和M17，結(jié)果顯示下調(diào)AEG-1表達(dá)可顯著抑制神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，并將細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，提示AEG-1可能通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期(G0/G1期)促進(jìn)細(xì)胞的增殖。此外，也有大量文獻(xiàn)證實(shí)AEG-1能促進(jìn)腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。Lee等[13]的研究結(jié)果表明，AEG-1過(guò)度表達(dá)能促進(jìn)人宮頸癌HeLa細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的非錨定依賴(lài)性生成,從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)。在小鼠體內(nèi)利用噬菌體篩選克隆出的AEG-1同源物MTDH(metadherin)可以介導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞向肺部轉(zhuǎn)移，MTDH中含有一個(gè)肺歸巢結(jié)構(gòu)域，也稱(chēng)為肺歸巢肽，在氨基酸序列378～440之間，它能夠促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞在肺脈管系統(tǒng)的黏附作用而導(dǎo)致向肺部的轉(zhuǎn)移[2]。Li等[14]發(fā)現(xiàn)，在高表達(dá)AEG-1的乳腺癌細(xì)胞株MCF-7中，上皮細(xì)胞標(biāo)志物上皮鈣黏素、角蛋白18表達(dá)水平顯著降低，而間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物波形蛋白、纖連蛋白、β聯(lián)蛋白和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化因子snail、slug表達(dá)水平均顯著增強(qiáng)，這些分子的異常表達(dá)使該細(xì)胞株發(fā)生形態(tài)學(xué)和基膜的改變，從而導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移級(jí)聯(lián)反應(yīng)的早期階段上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的發(fā)生。

2.2AEG-1促進(jìn)腫瘤血管的生成 腫瘤血管的形成可以為腫瘤的生長(zhǎng)提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是惡性腫瘤生長(zhǎng)、浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移的重要環(huán)節(jié)。Emdad等[15]檢測(cè)到高表達(dá)AEG-1的肝癌細(xì)胞中，其多種血管生成因子的表達(dá)也明顯增多。Li等[16]利用微血管密度測(cè)定、蛋白印跡、免疫組織化學(xué)等方法分析了臨床125例乳腺癌患者,試驗(yàn)結(jié)果顯示，AEG-1的表達(dá)水平與血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子和微血管密度呈高度正相關(guān)。相反，種植有AEG-1小分子干擾RNA的雞胚絨毛膜血管生成模型非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞有較少的新血管形成[17]。以上研究結(jié)果均證實(shí)了AEG-1的高表達(dá)可以促進(jìn)腫瘤新生血管的生成，從而為不斷浸潤(rùn)生長(zhǎng)的腫瘤組織提供充足的營(yíng)養(yǎng),最終加速惡性腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移。

2.3AEG-1增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥性 腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物產(chǎn)生耐藥是導(dǎo)致化療失敗的主要原因之一。Li等[18]發(fā)現(xiàn)對(duì)順鉑耐藥的卵巢癌組織中AEG-1的表達(dá)顯著高于對(duì)順鉑敏感的卵巢癌組織，提示AEG-1高表達(dá)導(dǎo)致了腫瘤對(duì)化療藥物的耐藥。Yoo等[19]探討了AEG-1引起肝細(xì)胞癌患者對(duì)5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5-FU)耐藥的機(jī)制,結(jié)果表明，高表達(dá)的AEG-1通過(guò)上調(diào)雙氫嘧啶脫氫酶的表達(dá)而催化5-FU轉(zhuǎn)化成為無(wú)活性的代謝產(chǎn)物；肝細(xì)胞癌中高表達(dá)的AEG-1能夠激活轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄活性及表達(dá),轉(zhuǎn)錄因子又能使5-FU產(chǎn)生細(xì)胞毒性靶點(diǎn)之一的胸苷酸的合成增加，進(jìn)而導(dǎo)致5-FU的藥效下降。以上研究表明，AEG-1基因的上調(diào)介導(dǎo)了腫瘤細(xì)胞化療耐藥的產(chǎn)生，而且其介導(dǎo)的耐藥性的分子機(jī)制是多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)的。

3 AEG-1與頭頸部腫瘤

3.1AEG-1在食管癌中的表達(dá)及其相關(guān)的作用機(jī)制 ESCC術(shù)后轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)是患者死亡的主要原因之一。腫瘤新生血管的生成能為腫瘤組織提供豐富的營(yíng)養(yǎng)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的克隆性增殖及惡性演進(jìn)，因此與腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移有密切的關(guān)系，微血管密度是腫瘤微血管生成的一項(xiàng)重要指標(biāo)[20]。有研究顯示，ESCC組織AEG-1蛋白陽(yáng)性表達(dá)率和微血管密度值均顯著高于非癌食管組織，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組的AEG-1蛋白陽(yáng)性表達(dá)率和微血管密度值顯著高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組，且AEG-1標(biāo)記陽(yáng)性的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組微血管密度值升高更顯著，提示AEG-1的高表達(dá)能促進(jìn)ESCC新生血管的生成，從而促進(jìn)ESCC的復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移，影響患者的預(yù)后[21]。

Yu等[11]的研究也得出了相似的結(jié)論，石蠟包埋的存檔ESCC標(biāo)本中AEG-1呈高表達(dá)，并與ESCC的TNM分期和臨床分期呈正相關(guān)，而且AEG-1水平越高，患者的存活期越短。并進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，AEG-1的過(guò)度表達(dá)可能是通過(guò)Akt/FoxO3a途徑降低p27(Kip1)蛋白表達(dá)和誘導(dǎo)細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖及其非錨定依賴(lài)性生長(zhǎng)能力。

國(guó)外的一項(xiàng)最新研究顯示，在ESCC的臨床標(biāo)本中組蛋白去乙?；敢种苿┛梢陨险{(diào)miR-375的表達(dá)而抑制腫瘤的生長(zhǎng)，并找到了受miR-375調(diào)控的靶基因——AEG-1[22]。研究發(fā)現(xiàn)，ESCC臨床標(biāo)本中AEG-1的蛋白水平及mRNA均呈高表達(dá)，而恢復(fù)miR-375可使AEG-1的表達(dá)下降，提示AEG-1作為致癌基因參與了ESCC的發(fā)生、發(fā)展,并為研制新的ESCC基因靶向治療藥物提供了新的靶點(diǎn)[22]。

3.2AEG-1與腦膠質(zhì)瘤 腦膠質(zhì)瘤是常見(jiàn)的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤，Xia等[23]通過(guò)Western blotting、反轉(zhuǎn)錄-多聚酶聯(lián)反應(yīng)和免疫組織化學(xué)法檢測(cè)少突膠質(zhì)瘤細(xì)胞及相鄰的非癌腦組織中AEG-1的表達(dá)，結(jié)果顯示，少突膠質(zhì)瘤細(xì)胞AEG-1的蛋白和mRNA水平均較非癌腦組織中高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其石蠟包埋的少突膠質(zhì)瘤標(biāo)本中AEG-1的表達(dá)也顯著增高，再次證明AEG-1是一種癌基因。

AEG-1促進(jìn)腦膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制包括：①過(guò)表達(dá)的AEG-1可以通過(guò)增加谷氨酸的興奮毒性促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤誘導(dǎo)的神經(jīng)退行性病變。Lee等[24]的研究結(jié)果表明，AEG-1的表達(dá)與興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)及腦膠質(zhì)瘤患者的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)呈負(fù)相關(guān)。此外，AEG-1介導(dǎo)的興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制可引起神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞攝取谷氨酸減少，導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞的死亡。②AEG-1過(guò)表達(dá)可以導(dǎo)致腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的壞死。Noch等[25]發(fā)現(xiàn)用缺氧、缺糖誘導(dǎo)下的腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞株中AEG-1的表達(dá)顯著上調(diào)，提示AEG-1過(guò)表達(dá)可能減少了活性氧類(lèi)的產(chǎn)生以及增加了對(duì)葡萄糖的攝取，使腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞處于缺氧和營(yíng)養(yǎng)匱乏狀態(tài)而發(fā)生壞死，壞死是腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤預(yù)后差的一個(gè)重要的病理特點(diǎn)。③高表達(dá)的AEG-1通過(guò)促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶9的轉(zhuǎn)錄而增強(qiáng)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲能力[26]。

3.3AEG-1與唾液癌 Liao等[27]的研究發(fā)現(xiàn)，AEG-1基因在唾液腺癌中表達(dá)上調(diào)，并與其TNM分期呈正相關(guān)，而且唾液腺癌患者中AEG-1基因表達(dá)水平高者，其整體存活時(shí)間較短，而AEG-1表達(dá)低者有更長(zhǎng)的生存時(shí)間，提示通過(guò)檢測(cè)AEG-1的表達(dá)水平可以預(yù)測(cè)唾液腺癌患者的臨床分期和評(píng)估其預(yù)后。

3.4AEG-1與鼻咽癌 李果等[28]采用Western blotting技術(shù)檢測(cè)AEG-1蛋白在4株鼻咽癌細(xì)胞株、47例鼻咽癌組織及21例鼻咽部黏膜中的表達(dá)，研究結(jié)果顯示，AEG-1蛋白在鼻咽癌細(xì)胞和組織中的表達(dá)較鼻咽部黏膜均顯著增高，且其表達(dá)水平與患者T分級(jí)、臨床分期及頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均呈顯著正相關(guān)。由此可見(jiàn)，AEG-1也與鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

3.5AEG-1與頭頸部其他腫瘤 一項(xiàng)研究顯示[29]，miR-375在咽鱗狀細(xì)胞癌、上頜竇鱗狀細(xì)胞癌和ESCC的癌組織中的表達(dá)較正常上皮組織中明顯減少,提示miR-375是一種腫瘤抑制基因。通過(guò)全基因組基因表達(dá)分析，基因表達(dá)數(shù)據(jù)和熒光素酶報(bào)告分析顯示，AEG-1是miR-375調(diào)控的分子靶點(diǎn)。頭頸部鱗癌組織中AEG-1表達(dá)水平顯著上調(diào)，而在頭頸部鱗癌細(xì)胞轉(zhuǎn)染si-AEG-1可顯著抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。因此，AEG-1是一種致癌基因?qū)е骂^頸部鱗癌的發(fā)生。識(shí)別新的腫瘤抑制miRNA和其調(diào)節(jié)癌癥的途徑可能會(huì)為潛在的頭頸部腫瘤發(fā)生的分子機(jī)制提供新的見(jiàn)解，并為其基因靶向治療提供新的思路。

4 展 望

自發(fā)現(xiàn)AEG-1以來(lái)，它逐漸成為了腫瘤領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。AEG-1已被證實(shí)是一種癌基因，參與了多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，有望成為一種新的腫瘤標(biāo)志物應(yīng)用于臨床，并且指導(dǎo)腫瘤患者的預(yù)后評(píng)估。此外,抑制惡性腫瘤中AEG-1的表達(dá)不僅可以有效地阻斷腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、腫瘤新生血管的生成等過(guò)程,還能提高腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，阻斷抗癌藥物耐藥的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)多環(huán)節(jié)抑癌的治療目的，而研發(fā)AEG-1抑制劑用于惡性腫瘤的治療任重而道遠(yuǎn)。目前和未來(lái)的研究主要集中于使用轉(zhuǎn)基因和基因剔除等手段認(rèn)知AEG-1基因在腫瘤進(jìn)展中的功能。臨床資料和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了AEG-1基因具有潛在的靶向治療腫瘤的作用，然而其具體的信號(hào)通路和作用機(jī)制還不甚明了，因此了解AEG-1基因與其上、下游因子之間的相互作用，有助于開(kāi)發(fā)以AEG-1基因?yàn)榘邢虻男》肿訌?fù)合物。

[1] Su ZZ,Kang DC,Chen Y,etal.Identification and cloning of human astrocyte genes displaying elevated expression after infection with HIV-1 or exposure to HIV-1 envelope glycoprotein by rapid subtractionhy bridization,RaSH[J].Oncogene,2002,21(22):3592-3602.

[2] Hu GH，Wei Y,Kang Y.The multifaceted role of MTDH/AEG-1 in cancer progression[J].Clin Cancer Res，2009,15(18):5615-5620.

[3] Hu G,Chong RA,Yang Q,etal.MTDH activation by 8q22 genomic gain promotes chemoresistance and metastasis of poor-prognosis breast cancer[J].Cancer Cell,2009,15(1):9-20.

[4] Yoo BK,Emdad L,Su ZZ,etal.Astrocyte elevated gene-1 regulates hepatocellular carcinoma development and progression[J].J Clin Invest,2009,119(3):465-477.

[5] Lee SG,Su ZZ,Emdad L,etal.Astrocyte elevated gene-1 (AEG-1) is a target gene of oncogenic Haras requiring phosphatidy linositol 3-kinase and c-Myc[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2006,103(46):17390-17395.

[6] Emdad L,Sarkar D,Su ZZ,etal.Astrocyte elevated gene-1:recent in sights into a novel gene involved in tumor progression,metastasis and neur odegeneration[J].Pharmacol Ther,2007,114(2):155-170.

[7] Ying Z,Li J,Li M.Astrocyte elevated gene 1:biological functions and molecular mechanism in cancer and beyond[J].Cell Biosci，2011，1(1):36-41．

[8] Thirkettle HJ,Girling J,Warren AY,etal.LYRIC/AEG-1 isargeted to different subcellular compartments by ubiquitinylation and intrinsic nuclear localization signals[J]．Clin Cancer Res，2009，15(9):3003-3013．

[9] Kikuno N，Shiina H，Urakami S,etal．Knockdown of astrocyte-elevated gene-1 inhibits prostate cancer progression through upregulation of FOXO3 a activity[J]．Oncogene，2007，26(55):7647-7655．

[10] Liu X，Zhang N，Li X,etal.Identification of novel variants of metadherin in breast cancer[J]．PLoS One，2011，6(3):e17582．

[11] Yu C,Chen K,Zheng H,etal.Overexpression of astrocyte elevated gene-1(AEG-1) is associated with esophageal squamous cell carcinoma(ESCC) progression and pathogenesis[J].Carcinogenesis，2009,30(5):894-901.

[12] 劉海燕，姜玉杰，孫若鵬.siRNA下調(diào)astrocyte elevated gene-1對(duì)神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞增殖和凋亡影響的體外研究[J]．中國(guó)病理生理雜志,2011,27(4):705-710．

[13] Lee SG,Jeon HY,Su ZZ,etal.Astrocyte elevated gene-1 contributes to the pathogenesis of neuroblastoma[J].Oncog ene,2009,28(26):2476-2484.

[14] Li XY，Kong XL,Huo Q,etal．Metadherin enhances the invasiveness of breast cancer cells by inducing epithelial to mesenchymal transition[J]．Cancer Sci，2011，102(6):1151-1157．

[15] Emdad L，Lee SG，Su ZZ,etal．Astrocyte elevated gene-1(AEG-1) functions as an oncogene and regulates angiogenesis[J]．Proc Natl Acad Sci U S A，2009，106(50):21300-21305．

[16] Li C,Li R,Song H,etal.Significance of AEG-1 expression in correlation with VEGF,microvessel density and clinicopathological characteristics intriple-negative breast cancer[J].J Surg Oncol,2011,103(2):184-192.

[17] Song L,Li W,Zhang H,etal.Over-expression of AEG-1 significantly associates with tumour aggressiveness and poor prognosis in human non-small cell lung cancer[J].J Pathol,2009,219(3):317-326.

[18] Li C,Li Y,Wang X,etal.Elevated expression of astrocyte elevated gene-1(AEG-1) is correlated with cisplatin-based chemoresistance and shortened outcome in patients with stages Ⅲ-Ⅳserous ovarian carcinoma[J].Histopathology，2012，60(6):953-963．

[19] Yoo BK,Gredler R,Vozhilla N,etal.Identification of genes conferring resistance to 5-fluorouracil[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2009,106(31):12938-12943.

[20] 張亞軍，盛成，岳利華，等.喉癌組織微淋巴管密度和微血管密度的定量測(cè)定及臨床意義[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)生，2012,50(24)：30-32.

[21] 劉秀華，吳春林，許海剛，等．食管鱗狀細(xì)胞癌中AEG-1的表達(dá)和微血管密度與腫瘤轉(zhuǎn)移及預(yù)后的關(guān)系[J].福建醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，46(1)：24-26.

[22] Isozaki Y,Hoshino I,Nohata N，etal.Identification of novel molecular targets regulated by tumor suppressive miR-375 induced by histone acetylation in esophageal squamous cell carcinoma[J].Int J Oniol,2012,41(3):985-994.

[23] Xia Z,Zhang N,Jin H，etal.Clinical significance of astrocyte elevated gene-1 expression in human oligodendrogliomas[J].Clin Neurol Neurosurg,2010，112(5):413-419.

[24] Lee SG,Kim K,Keqelman TP,etal.Oncogene AEG-1 promotes glioma-induced neurodegeneration by increasing glutamate excitotoxicity[J].Cancer Res,2011,71(20):6514-6523.

[25] Noch E,Bookland M,Khalili K.MAstrocyte-elevated gene-1(AEG-1) induction by hypoxia and glucose deprivation in glioblastoma[J].Cancer Biol Ther,2011，11(1):32-39.

[26] Liu L,Wu J,Ying Z,etal.Astrocyte elevated gene-1 upregulates matrix metalloproteinase-9 and induces human glioma invasion[J].Cancer Res,2010,70(9):3750-3759.

[27] Liao WT,Guo L,Zhong Y,etal.Astrocyte elevated gene-1 (AEG-1) is a marker for aggressive salivary gland carcinoma[J].J Transl Med,2011,1(9):205-212.

[28] 李果，劉勇，徐芳,等.星形膠質(zhì)細(xì)胞上調(diào)基因-1蛋白在鼻咽癌中的表達(dá)及臨床意義[J].中國(guó)耳鼻咽喉顱底外科雜志，2012,18(5)：354-357.

[29] Nohata N,Hanazawa T,Kikkawa N,etal.Tumor suppressive microRNA-375 regulates oncogene AEG-1/MTDH in head and neck squamous cell carcinoma(HNSCC)[J].J Hum Genet,2011，56(8):595-601.