凋亡抑制蛋白14-3-3ζ與腫瘤的關系

王慧香(綜述)，翟建軍(審校)

(首都醫(yī)科大學附屬北京同仁醫(yī)院婦產科，北京 100730)

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凋亡抑制蛋白14-3-3ζ與腫瘤的關系

王慧香(綜述)，翟建軍※(審校)

(首都醫(yī)科大學附屬北京同仁醫(yī)院婦產科，北京 100730)

摘要：凋亡抑制蛋白14-3-3ζ蛋白主要以同源/異源二聚體形式存在，是真核生物中廣泛表達的酸性蛋白。14-3-3ζ蛋白通過募集配體分子參與調節(jié)細胞周期、有絲分裂、凋亡和侵襲等多個細胞過程。多項研究表明，14-3-3ζ蛋白在多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和耐藥中發(fā)揮重要作用；14-3-3ζ蛋白是通過調節(jié)靶蛋白間的相互作用在腫瘤細胞多條信號轉導通路中發(fā)揮調控作用的；14-3-3ζ蛋白與腫瘤的發(fā)生和治療密切相關。

關鍵詞:腫瘤；14-3-3ζ蛋白；凋亡

14-3-3蛋白家族是真核生物中普遍存在的蛋白調控家族，共有7種亞型：β(α)、γ、σ、ε、η、τ、ζ(δ),其中α和δ分別是β和ζ的磷酸化形式[1-2],在細胞增殖、分化、衰老和凋亡過程中發(fā)揮作用。14-3-3ζ蛋白即酪氨酸/色氨酸單加氧酶激活蛋白ζ多肽，是14-3-3家族的一個亞型,通過磷酸化絲/蘇氨酸作用與靶蛋白或靶蛋白的2個結構域結合，是信號轉導通路中重要的接頭蛋白，主要參與細胞凋亡的調控。14-3-3ζ蛋白可與不同的靶蛋白相互作用,通過對靶蛋白功能的抑制、活化、結構的穩(wěn)定或轉位等方式,對細胞凋亡進行多層次的調控[3]。近年來研究表明，14-3-3ζ蛋白在眾多惡性腫瘤中過量表達，可能成為癌癥診斷、復發(fā)和預后的潛在標志物，14-3-3ζ蛋白已經被用于腫瘤靶向治療方面的研究[3-4]?，F(xiàn)就14-3-3ζ蛋白與腫瘤的關系進行概述。

114-3-3ζ蛋白的基本結構

14-3-3ζ蛋白是一種酸性可溶性蛋白，相對分子質量約28 000，等電點為4～5，包含245個氨基酸。14-3-3ζ蛋白由YWHAZ基因編碼，含有245個氨基酸。YWHAZ基因位于第2號染色體p25.1區(qū)段，含6個外顯子，信使RNA全長2166個核苷酸[5]。研究發(fā)現(xiàn)，YWHAZ參與細胞有絲分裂過程中染色體分離，不僅能調節(jié)發(fā)育過程中細胞周期的變化，而且還可以通過結合凋亡信號調節(jié)激酶1[6]調控細胞凋亡的過程。

哺乳動物14-3-3ζ蛋白和τ亞型的X線衍射為U型二聚體結構，每個單體都包括了9個反平行的α螺旋結構(α1～α9)，大量發(fā)生改變的疏水性氨基酸和親水性氨基酸包含在U型結構內部，U型結構中間為高度保守的凹面兩性溝，這就使14-3-3ζ蛋白能同時結合兩個相同或不同的靶蛋白作為配體。配體蛋白與14-3-3ζ蛋白結合方式有兩種：一種是磷酸化依賴性配體，此類配體與14-3-3ζ蛋白的相互作用是通過其磷酸化的絲氨酸殘基介導的，這種結合方式最為廣泛和典型；另一種是與非磷酸化依賴的配體發(fā)生相互作用，但這種相互作用可被含磷酸化絲氨酸的肽所抑制，從而推斷兩種配體可能結合在相同的位點[7]。

研究表明，14-3-3ζ蛋白是一種穿梭蛋白，可以在細胞質和細胞核中表達，主要在細胞質中表達，但有時在同一組織細胞質和細胞核中同時存在，有時在有些組織細胞核中表達[8]。

214-3-3ζ蛋白與腫瘤的發(fā)生和預后

細胞黏附力喪失和凋亡抑制是腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中重要的生物學改變，凋亡抑制蛋白14-3-3ζ蛋白參與調控細胞周期和細胞間黏附作用，14-3-3ζ蛋白的抗凋亡功能可能會有助于細胞的轉移。據(jù)報道，14-3-3ζ蛋白可通過激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路，使MDM2磷酸化，致p53在蛋白水平發(fā)生降解，抑制p53誘導的細胞凋亡，從而促進腫瘤的發(fā)生[9]。Niemantsverdriet等[10]報道，14-3-3ζ蛋白可以通過作用于細胞分裂周期蛋白Cde25來調控細胞周期，14-3-3ζ蛋白能抑制T/E/Y-cadhefin等細胞黏附分子的表達來促進腫瘤細胞的浸潤和轉移，抑制14-3-3ζ蛋白表達可以使細胞間黏附蛋白的表達增加，提高腫瘤細胞對凋亡的敏感性。Fan等[11]利用基因芯片和蛋白質學對205例不同惡性程度和分期的非小細胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC)患者進行研究，結果表明14-3-3ζ蛋白在肺癌中存在頻繁的激活和基因擴增，激活的14-3-3ζ蛋白基因產生了至少兩個亞型特異性的表型；免疫組織化學顯示：NSCLC的病理分級越低、臨床分期越晚，14-3-3ζ蛋白的表達越高；同時14-3-3ζ蛋白高表達還與腫瘤患者的總體生存率和腫瘤特異性生存率呈正相關。Zang等[12]對110例NSCLC研究發(fā)現(xiàn)，14-3-3ζ蛋白在NSCLC中高表達還與NSCLC的組織級別、淋巴結轉移和預后明顯相關。Lin等[13]研究發(fā)現(xiàn)，30%～40%的人類頭頸鱗狀細胞癌患者中14-3-3ζ蛋白基因拷貝數(shù)存在低水平頻繁的積累和相應蛋白的高表達。14-3-3ζ蛋白在乳頭狀病毒所致的鱗狀細胞癌中轉錄子表達持續(xù)升高[14]。對51例頭頸鱗狀細胞癌及其對照組的免疫組織化學研究證實，14-3-3ζ蛋白和stratifin蛋白表達增高的患者和對照組相比，中位無進展生存期減少了13個月[15]。以上研究均顯示，14-3-3ζ蛋白不僅是一個潛在的癌基因，而且是癌癥患者的預后指標。

314-3-3ζ蛋白在各種腫瘤組織中的表達

14-3-3ζ蛋白作為信號轉導的中心環(huán)節(jié)，在多種惡性腫瘤中促進細胞的增殖，黏附并抑制腫瘤細胞的凋亡[16]。據(jù)報道，14-3-3ζ蛋白可能在腫瘤的演變和發(fā)展過程中起重要作用，14-3-3ζ蛋白過表達是早期口腔腫瘤發(fā)生的一個提示[17]。在對食管癌的研究中發(fā)現(xiàn)，14-3-3ζ蛋白在食管鱗狀細胞癌中表達顯著升高；14-3-3ζ蛋白在食管病變早期階段表達水平就已經發(fā)生改變，并且14-3-3ζ蛋白表達水平的增高與食管癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關[8]。據(jù)報道，在乳腺浸潤性導管癌14-3-3ζ蛋白持續(xù)高表達，進一步研究發(fā)現(xiàn)14-3-3ζ蛋白還能促進乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展[18]。Bergamaschi等[19]利用免疫組織化學對100多例乳腺癌患者研究發(fā)現(xiàn)，14-3-3ζ蛋白無論在雌激素受體陰性或陽性病例中，均是乳腺癌早期復發(fā)的獨立危險因素；14-3-3ζ蛋白在乳腺原發(fā)癌中高表達是乳腺癌早期復發(fā)和遠處轉移的標志；另外如果乳腺原發(fā)癌中14-3-3ζ蛋白低表達，則本病復發(fā)時14-3-3ζ蛋白表達仍然增加。由此推測，如果減少14-3-3ζ蛋白的表達可改善乳腺癌患者的預后。Lu等[20]在乳腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，14-3-3ζ蛋白與人類表皮生長因子受體共同作用，增強了乳腺癌的遠處轉移和復發(fā)；過表達14-3-3ζ蛋白可以通過上調ZFHX1B/SIP-1通路導致上皮鈣黏素缺失；激活轉化生長因子α/Smads通路降低周圍細胞的黏附能力。14-3-3ζ蛋白與ErbB共同作用，近年來在對肺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，14-3-3ζ蛋白在正常肺組織中微量表達，在NSCLC中表達顯著增多，且隨著肺癌分化程度的降低，其陽性表達率逐漸增強[21]。Fan等[11]報道，NSCLC患者的病理分期越晚、病理分級越低，14-3-3ζ蛋白的表達越高；并且14-3-3ζ蛋白的高表達與患者疾病預后不良顯著相關。Zhao等[22]利用免疫共沉淀和質譜分析對NSCLC中14-3-3ζ蛋白的相互作用蛋白進行研究發(fā)現(xiàn)，14-3-3ζ蛋白與熱激蛋白27(heat shock protein 27,HSP-27)表達均明顯增高患者的5年生存率顯著低于14-3-3ζ蛋白與HSP-27低表達者；對209例術后病例隨訪發(fā)現(xiàn)：14-3-3ζ蛋白與HSP-27高表達患者5年生存率為26.5%，而14-3-3ζ蛋白與HSP-27低表達者5年生存率為59.7%；多因素分析表明，14-3-3ζ蛋白與HSP-27是NSCLC預后的危險因素。

人們除了在組織中發(fā)現(xiàn)14-3-3ζ蛋白的表達，最近在NSCLC患者的痰液中也檢測到14-3-3ζ蛋白的表達[23]。在對胃癌的研究中發(fā)現(xiàn)，胃癌組織中14-3-3ζ蛋白陽性表達率明顯高于癌旁組織[24]。過表達的14-3-3ζ蛋白可以促進胃癌細胞的增殖，并與胃癌患者不良預后相關[3]。14-3-3ζ蛋白可能通過調控微小RNA-375表達來影響胃癌細胞的生存能力[25]。楊磊等[26]對肝細胞肝癌研究發(fā)現(xiàn)，肝細胞性肝癌組織中 14-3-3ζ 蛋白表達顯著高于癌旁組織，同腫瘤周圍炎性細胞的浸潤相關，提示14-3-3ζ蛋白可能通過抑制免疫反應使腫瘤細胞更易存活。14-3-3ζ蛋白可能成為早期肝細胞性肝癌篩查和診斷的生物學標志物[27]。Murata等[28]在前列腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，14-3-3ζ蛋白與雄激素受體和前列腺特異性抗原在反轉錄-聚合酶鏈反應和Western blot表達呈正相關；免疫共沉淀顯示前列腺癌細胞核中14-3-3ζ蛋白與雄激素受體表達呈正相關；免疫組織化學提示14-3-3ζ蛋白高表達不僅與前列腺癌更高的惡性程度和淋巴轉移有關，而且可以提高前列腺癌細胞依托泊苷耐藥性。郭毅等[29]在膀胱癌的研究中發(fā)現(xiàn)，基因和蛋白水平14-3-3ζ蛋白在膀胱尿路上皮癌中表達均明顯增高，并且14-3-3ζ蛋白的表達與腫瘤細胞的分化和浸潤程度呈正相關，而癌旁對照組中14-3-3ζ蛋白呈低表達，說明14-3-3ζ蛋白在膀胱尿路上皮細胞癌的發(fā)生、發(fā)展過程中起作用；14-3-3ζ蛋白在低級別組和非浸潤組中表達遠高于對照組，說明14-3-3ζ蛋白在膀胱癌早期已經發(fā)生作用，可能成為膀胱尿路上皮癌早期診斷的腫瘤標志物。

414-3-3ζ蛋白與腫瘤治療

14-3-3ζ蛋白作為真核生物中存在的調控蛋白,理論上推測它參與的環(huán)節(jié)被打擾或打斷都可能導致腫瘤的發(fā)生,因此在腫瘤的治療過程中,可以將其作為藥物作用的靶點。人們在對彌漫性大B細胞瘤化療耐藥的蛋白質組學研究中發(fā)現(xiàn)，14-3-3ζ蛋白是CHOP方案(環(huán)磷酰胺、阿霉素、長春新堿和潑尼松合用)耐藥與敏感細胞的差異表達蛋白,在CHOP敏感細胞中14-3-3ζ蛋白低表達，而CHOP耐藥細胞中14-3-3ζ蛋白表達明顯增高；用小干擾RNA方法降低14-3-3ζ蛋白表達，CHOP耐藥細胞化療敏感性明顯提高，提示14-3-3ζ蛋白很可能介入了彌漫性大B細胞淋巴瘤的化療抵抗[30]。研究表明，14-3-3ζ蛋白在頭頸部腫瘤、肝細胞癌化療耐藥細胞系中表達增加，降低14-3-3ζ蛋白的表達可以提高化療敏感性[31-32]。Lee等[33]在肝癌的研究中發(fā)現(xiàn)，抑制14-3-3ζ蛋白的表達可以提高肝細胞性肝癌對放療的敏感性。

據(jù)報道，在肺癌放化療耐藥細胞中14-3-3ζ蛋白的表達增高，抑制14-3-3ζ蛋白的表達可以提高肺癌細胞對放化療的敏感性[11]。前列腺癌喜樹堿化療耐藥研究結果提示，在喜樹堿耐藥細胞中14-3-3ζ蛋白表達顯著升高，過表達的14-3-3ζ蛋白使前列腺癌細胞對喜樹堿誘導凋亡的敏感性降低[34]。一項有關肝癌放療耐藥的研究表明，敲除14-3-3ζ蛋白可以提高放療的敏感性[33]。Kambach等[4]研究顯示，14-3-3ζ蛋白與ErbB共同作用通過調節(jié)FoxM1促進乳腺癌進展，14-3-3ζ蛋白可以作為放療耐藥乳腺癌的治療靶標。

5結語

惡性腫瘤細胞大多表現(xiàn)為凋亡抑制。凋亡抑制蛋白14-3-3ζ 蛋白在哺乳動物中普遍存在，它通過對靶蛋白功能的活化、抑制、結構的穩(wěn)定或者轉位等方式來改變與其結合的多種轉錄因子，從而調控和參與多種細胞的生理過程。隨著醫(yī)學科研工作者對14-3-3蛋白家族關注和研究的不斷深入，不僅能為明確14-3-3蛋白家族功能奠定基礎，還能為惡性腫瘤的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療開辟新的途徑。

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The Relationship between 14-3-3ζ Protein and TumorWANGHui-xiang,ZHAIJian-jun.(DepartmentofGynecologyandObstetrics,BeijingTongrenHospitalAffiliatedtoCapitalMedicalUniversity,Beijing100730,China)

Abstract:As an anti-apoptotic protein,14-3-3ζ is a widely expressed acidic polypeptide in all eucaryotic cells,which acts mainly as either homodimers or heterodimers.Through recruiting their ligands,14-3-3ζ protein has been implicated to regulate a diverse number of cellular processes including cell cycle,mitosis,apoptosis,and invasion.In recent years,a lot of studies showed that 14-3-3ζ protein is a positive factor in the onset,development and chemo-resistance of a variety of tumor.14-3-3ζ protein plays a role in cell signal transduction pathways through controlling interaction with targeting proteins.14-3-3ζ protein is closely involved in the occurrence and treatment of tumors.

Key words:Tumor; 14-3-3ζ protein; Apoptosis

收稿日期：2014-11-04修回日期：2015-01-18編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.13.026

中圖分類號：R73-3

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)13-2370-04