FBI- 1基因在前列腺癌中的研究進展

張效通，段建敏，王培龍，鞏進偉

(蘭州大學 第二醫(yī)院 泌尿外科，甘肅 蘭州 730000)

1 概述

前列腺癌(prostate cancer)是指發(fā)生在前列腺上皮的惡性腫瘤，是男性最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率及病死率分別位于世界男性惡性腫瘤的第2位及第6位[1]。2012年，在美國據(jù)估計有280萬的男性有過前列腺癌病史，并有241 740例新發(fā)前列腺癌病例，其被診斷的中位年齡為67歲[2]。近年來，隨著對前列腺癌的研究不斷地深入，越來越多的研究集中在分子生物學水平上，但其發(fā)病機制至今尚未明確闡明。原癌基因FBI- 1(factor that binds to inducer of short transcripts- 1)，又稱ZBTB7、LRF和Pokemon，F(xiàn)BI- 1最近被認為是一種原癌基因而被人們廣受重視，其蛋白在乳腺、肺、胸腺、膀胱、前列腺和肝等腫瘤中有異常高表達，并且其在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉歸上具有重要作用。如在體內外實驗中，通過抑制PI3K/Akt通路，可使沉默了的FBI- 1減弱肝腫瘤細胞的增殖[3]。酶聯(lián)免疫斑點實驗及51Cr釋放法發(fā)現(xiàn)grp 170-Pokemon復合體可以誘導出T細胞反應。并且，在誘導了腫瘤的小鼠模型中，給予grp 170-Pokemon復合體處理的小鼠，其腫瘤的生長受到了明顯的抑制，并且小鼠的生命明顯延長[4]。各種不同癌細胞中來自FBI- 1表位肽(FBI- 1 32、61、87、319)所誘導的CTLs可以分泌IFN-γ及溶解相應的腫瘤細胞系[5]。這些都對FBI- 1應用特定的免疫療法治療惡性腫瘤提供了很好的應用前景。因此原癌基因FBI- 1有望成為腫瘤預防、診斷、治療、預后評價的新靶標。

2 FBI- 1基因及蛋白的結構

原癌基因FBI- 1定位于人類第19號染色體短臂1區(qū)3帶中的第3亞帶(19p 13.3)，全長21 600 bp，含有2個外顯子和2個內含子。FBI- 1基因的mRNA長4 456 bp，由兩個外顯子構成，含有一個開放閱讀框，其編碼產(chǎn)物(FBI- 1蛋白多肽)為一個分子質量為61.5 ku的轉錄抑制因子。FBI- 1屬于POK蛋白家族成員，所有的POK蛋白家族成員均具有一個BTB/POZ結構域的N端以及由Kruppel樣鋅指結構組成的具有DNA結合域的C端[6]。

3 FBI- 1的功能

人類對于FBI- 1的認識最初是在HIV病毒轉錄過程中結合的雙向DNA原件IST上發(fā)現(xiàn)的，并且最初被認為是通過與其他POK家族成員(如BCL- 6等)相互作用，對在許多組織中的胚胎死亡及細胞分化損傷起重要作用。但在一項重要的研究中發(fā)現(xiàn)，當用一些原癌基因(如E1A、Ras、Myc及T-Ag等)介導的小鼠胚胎成纖維細胞(mouse embryonic fibroblasts，MEFs)，可以使細胞增殖分化能力明顯增強，但當敲除了FBI- 1基因后的MEFs，則顯示出一種細胞增殖分化能力缺陷[7]，因此推斷FBI- 1可能作為一種原癌基因對其他原癌基因功能的發(fā)揮起到關鍵作用。近年來隨著對FBI- 1研究的不斷深入，F(xiàn)BI- 1蛋白與多種細胞因子之間的相互作用以及作為一種轉錄抑制因子的FBI- 1抑制多種抑癌基因的轉錄的作用越來越備受人們的關注，如FBI- 1蛋白可以通過DNA甲基化作用與DBD3相互作用，招募Mi- 2/NuRD- HDAC復合體和BCoR，進而沉默p21WAF/CDKN1A[8]，其在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及分化中具有的重要影響也成為了研究的重點。

3.1 FBI- 1抑制ARF基因的轉錄

FBI- 1過度表達導致的腫瘤發(fā)生已被證實是通過抑制特定的ARF的轉錄來實現(xiàn)的。FBI- 1被認為是重要的腫瘤抑制因子ARF的中心調節(jié)者。當FBI- 1過度表達時，它可以抑制P14(ARF)的轉錄，以至于使MDM2的活性增強，最終導致P53的穩(wěn)定性及活性降低[9]。但這種作用不是一成不變的，新近的研究表明，HKR3通過干擾FBI- 1結合于FREs，進而強有力的激活ARF的轉錄[10]。

3.2 FBI- 1抑制Rb基因的轉錄

FBI- 1可以強力的抑制Rb基因的轉錄，F(xiàn)BI- 1的POZ結構域可以與協(xié)阻抑物(如BCoR、NCoR、SMRT等)相互作用，這種協(xié)阻抑物反過來與組蛋白脫乙酰酶復合物(HDACs)相互作用，并且這種相互作用可能是因為FBI- 1通過協(xié)阻抑物來招募HDACs，最后在Rb基因啟動子脫去乙?；慕M蛋白H3和H4來抑制Rb基因的轉錄[11]。但另有研究顯示，F(xiàn)BI- 1的失活也可以導致Rb基因表達的下調[12]。由此可見，F(xiàn)BI- 1在腫瘤的增殖和轉化中的細胞信號通路及生理功能具有十分重要的調節(jié)作用。

4 FBI- 1在前列腺癌中的作用

FBI- 1在前列腺癌細胞增殖、自發(fā)性的細胞凋亡以及在體內抑制腫瘤的發(fā)生上具有密切聯(lián)系。在前列腺癌細胞中，轉染了的FBI- 1 siRNA可以導致FBI- 1 mRNA及蛋白質水平明顯下降。另外，F(xiàn)BI- 1 siRNA不僅可以明顯抑制前列腺癌細胞的增殖，并且可以通過激活caspase- 3的活性來誘導細胞凋亡。此外，F(xiàn)BI- 1 siRNA對于治療也存在著潛在可能，在移植了腫瘤的NOD/SCID鼠模型中，注射FBI- 1 siRNA后的小鼠腫瘤的生長率降低[13]。

在前列腺增生及前列腺癌病灶中，均可見FBI- 1表達的增加[14]。且FBI- 1的表達可見于正常的前列腺細胞中，也可見于雄激素敏感的前列腺癌LNCaP細胞及雄激素不敏感的前列腺癌PC- 3細胞中，相比于正常細胞，前列腺癌細胞的FBI- 1表達水平更高，而在癌細胞中，PC- 3細胞的FBI- 1表達水平要高于LNCaP細胞[15]。這表明雄激素或雄激素受體在對FBI- 1的表達上可能存在某種相互作用。

雄激素受體(androgen receptor，AR)對于前列腺癌的發(fā)生發(fā)展具有重要作用。FBI- 1過度表達用于雄激素處理過的LNCaP前列腺癌細胞中，并且FBI- 1可以在體內外與AR相互作用，過度表達的FBI- 1可以以一種配基依賴的方式抑制AR介導的轉錄活性，然而使用小干擾RNA(siRNA)而使內源性FBI- 1基因沉默，則可以顯著增強AR的轉錄活性。許多的證據(jù)已表明FBI- 1可以通過招募NCoR及SMART而抑制AR的轉錄活性。此外，過度表達的FBI- 1在R1881面前則可以抑制LNCaP細胞的增殖[16]。

表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)信號通路對上調FBI- 1的表達而促進腫瘤的形成可能具有關鍵性的作用。在EGF處理的RWPE- 1細胞中，EGF是以一種劑量依賴的方式增加了FBI- 1 mRNA轉錄因子及蛋白水平，而在EGF處理了的LNCaP細胞及PC- 3細胞中，F(xiàn)BI- 1 mRNA轉錄因子及蛋白水平有著顯著的增加[15]。

FBI- 1在前列腺癌中同樣具有非常重要的腫瘤抑制作用。特異性的失活前列腺組織中FBI- 1可以明顯的加速因Pten基因缺失導致的前列腺腫瘤形成，并且這種腫瘤形成是通過PICS旁路途徑實現(xiàn)的。生理上，F(xiàn)BI- 1可以與SOX9相互作用，并且這種作用反過來抑制FBI- 1的轉錄，進而在功能上抑制目標關鍵基因(如MIA和H19)的轉錄活性。失活的FBI- 1也可以導致Rb基因的下調和侵襲性前列腺癌。值得注意的是，在一部分晚期前列腺癌的人群中，F(xiàn)BI- 1的基因是缺失的[12]。

因此，F(xiàn)BI- 1在前列腺腫瘤的形成上具有重要的作用，但在這種具有惡性生物學行為的前列腺癌中，F(xiàn)BI- 1的真正作用仍然不是完全清楚。

5 總結與展望

近年來，隨著對FBI- 1基因的研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)FBI- 1的作用遠不止人們想象的那么簡單，如近年來FBI- 1在破骨細胞、卵巢癌細胞、膀胱癌細胞及鼻咽癌細胞的機制也越來越多的受到人們的重視[17- 20]。不斷的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)BI- 1發(fā)揮著阻止細胞凋亡和衰老，促進組織細胞的增殖、癌性轉化以及細胞間接觸喪失等相當多的功能。但到目前為止，有關于FBI- 1這個基因的生物學功能、生物學行為、致癌機制、分子調控通路等一系列相關的研究還處于起步階段，很多謎底還有待于解決。但因FBI- 1具有的抑制抑癌基因轉錄的生物學功能，使其在對于抗腫瘤藥物的研究中提供了新的分子靶向治療目標，并對該基因的分子靶向治療提供了廣闊的前景。

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