細(xì)胞命運(yùn)決定因子1（DACH 1）在惡性腫瘤中的作用和機(jī)制

曹 進(jìn)（綜述），范躍祖（審校）.同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院，上海 0007；.同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院普外科，上海 00065

細(xì)胞命運(yùn)決定因子1（DACH 1）在惡性腫瘤中的作用和機(jī)制

曹 進(jìn)1（綜述），范躍祖2（審校）
1.同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院，上海 200072；
2.同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院普外科，上海 200065

該文綜述細(xì)胞命運(yùn)決定因子（DACH1）的來源、結(jié)構(gòu)、功能和在惡性腫瘤中的作用及其調(diào)控腫瘤生長的機(jī)制，為今后探討以DACH1為靶標(biāo)的腫瘤靶向診斷和輔助治療提供依據(jù)。

細(xì)胞命運(yùn)決定因子1；腫瘤；作用機(jī)制

細(xì)胞命運(yùn)決定因子（DACH1）的來源、結(jié)構(gòu)、功能和在惡性腫瘤生長、發(fā)生和發(fā)展中的作用及其調(diào)控機(jī)制，為今后探討以DACH1為靶標(biāo)的腫瘤靶向診斷和輔助治療提供依據(jù)。

1 DACH 1的來源、結(jié)構(gòu)和功能

DAC（dachshund）是最早被發(fā)現(xiàn)在一種小眼短腿果蠅中有突變表型的基因，它表達(dá)一種核蛋白，是表皮生長因子受體（EGFR）超等位基因家族e(cuò)llipse基因的抑制子和多細(xì)胞動(dòng)物中調(diào)控眼、肢體、腦和性腺等發(fā)育的重要基因，是視網(wǎng)膜決定基因網(wǎng)絡(luò)（RGDN）的主要成員之一，與eyeless（eya/Pax6）、sine oculis （So，Six）、eyes absent（eya/Eya）形成復(fù)合休，調(diào)控眼睛的正常形態(tài)學(xué)發(fā)育[1-2]。DACH和Dach分別是人類和鼠與果蠅dachshund同源的基因，三者在結(jié)構(gòu)上均含有兩個(gè)高度保守的結(jié)構(gòu)域，即N端DachBox-N和C 端DachBox-C，其中DachBox-N編碼的蛋白有約28％的氨基酸序列與SKI/SNO蛋白一致，因此又被稱為SKI/SNO結(jié)構(gòu)域（DS）[3]。

DAC基因家族主要包括DACH1和DACH2，可通過DachBox-N與核共抑復(fù)合物（nuclear corepressor-complex）、組蛋白去乙?；福℉DAC）和SIX6等結(jié)合，或通過DachBox-C中一個(gè)α螺旋結(jié)構(gòu)與一種泛素結(jié)合酶（UBC）、EYA、RGDN成員（SIN3A/B）、雌激素受體α（Erα）等結(jié)合發(fā)揮作用。人類DACH1基因定位于13q21，編碼的蛋白主要位于細(xì)胞核內(nèi)，從cDNA序列預(yù)測蛋白大小為73 d，而實(shí)際得到的是97 kd的條帶。研究表明，DACH1可通過與DNA蛋白（c-Jun、SIX、smad、ERα）結(jié)合，調(diào)控其下游基因表達(dá)，或直接與目的基因結(jié)合，實(shí)現(xiàn)調(diào)控、參與眼、肢體、腦和性腺的形態(tài)學(xué)發(fā)育。近年發(fā)現(xiàn)，它還與腎發(fā)育相關(guān)，是腎上腺醛固酮的抑制基因。DACH2則主要通過與Eya2、Six1等協(xié)同作用，調(diào)控肌的形成發(fā)育[4-5]。

2 DACH 1在惡性腫瘤等疾病中的作用

作為DAC基因家族成員之一，DACH除了在重要臟器的發(fā)育中發(fā)揮重要作用外，還與炎癥[5]、糖尿病、心血管疾病[6]和腫瘤的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)，尤其DACH1變異在腫瘤中作用的報(bào)道逐漸增多。

2.1 DACH1與激素依賴性腫瘤（子宮內(nèi)膜癌、乳腺

癌、前列腺癌、卵巢癌）

近年的研究發(fā)現(xiàn)，DACH1基因在子宮內(nèi)膜癌[7]、乳腺癌[8]、前列腺癌[9]中表達(dá)缺失或低表達(dá)，提示DACH1可能是一種新的抑癌基因。低表達(dá)的DACH1蛋白主要定位于子宮內(nèi)膜癌腺體細(xì)胞核中，且與子宮內(nèi)膜癌中雌、孕激素受體不同程度的丟失或低表達(dá)呈正相關(guān)。因此，DACH1可能通過與雌、孕激素受體的某種共同信號(hào)通路來影響激素依賴性腫瘤的增殖分化[10]。乳腺癌、前列腺癌中也有類似報(bào)道。研究證實(shí)，DACH1在乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌中負(fù)向調(diào)控細(xì)胞周期蛋白D1（CyclinD1）表達(dá)；抑制雌、雄激素受體，上調(diào)P21CIP和P27KIP1表達(dá)，對(duì)抗激素敏感性腫瘤增殖。

研究表明，乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌患者預(yù)后欠佳與DACH1表達(dá)下調(diào)相關(guān)，DACH1表達(dá)降低或缺失的患者腫瘤侵襲性高、進(jìn)展快、預(yù)后差。有報(bào)道發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系SPEC-2、KLE中DACH1蛋白低表達(dá)與DACH1基因啟動(dòng)子區(qū)CpG島甲基化有關(guān)；且不同子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系中DACH1基因啟動(dòng)子甲基化存在差異，DACH1基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)在子宮內(nèi)膜癌，特別是低分化子宮內(nèi)膜癌及Ⅱ型子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。

最新報(bào)道表明，乳腺癌中m iR-217的高表達(dá)可通過加速細(xì)胞周期促進(jìn)腫瘤增殖；而通過抑制作為m iR-217新靶基因的DACH1抑制m iR-217，有望成為乳腺癌的潛在治療方法[11]。近年對(duì)乳腺癌干細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性DACH1基因可調(diào)節(jié)體內(nèi)外乳腺癌腫瘤干細(xì)胞的數(shù)量和功能，DACH1低表達(dá)多伴乳腺癌腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物的高表達(dá)。Sox2、K lf4、Lin28在保持干細(xì)胞多能方面發(fā)揮重要作用。DACH1通過其保守區(qū)域直接抑制乳腺癌干細(xì)胞Sox2、K lf4、Lin28基因啟動(dòng)子，進(jìn)而抑制乳腺癌干細(xì)胞擴(kuò)增，阻斷乳腺癌增殖。

DACH1在卵巢癌中表達(dá)上調(diào)，且這種DACH1高表達(dá)與患者預(yù)后不良相關(guān)；卵巢癌轉(zhuǎn)移灶中DACH1胞漿表達(dá)較胞核表達(dá)增強(qiáng)[11]。這提示DACH1可能是與卵巢癌發(fā)生相關(guān)的重要致癌基因；卵巢癌轉(zhuǎn)移灶中DACH1蛋白從胞核向胞漿轉(zhuǎn)移可能與卵巢癌侵襲、轉(zhuǎn)移有關(guān)。

2.2 DACH1與消化道腫瘤

DACH1與消化腫瘤的關(guān)系主要是DACH1基因啟動(dòng)子的甲基化。研究發(fā)現(xiàn)，在人食管原發(fā)鱗癌、胃癌、肝癌和結(jié)腸癌中頻繁發(fā)生DACH1基因啟動(dòng)子的甲基化[12-15]。食管鱗癌DACH1啟動(dòng)子甲基化的還發(fā)生于食管輕、中、重度不典型增生，提示DACH1甲基化檢測可用于食管癌的早期診斷。鑒于DACH1在食管癌中表達(dá)受甲基化調(diào)控，已有報(bào)道稱DACH1去甲基化可作為食管癌治療的分子靶標(biāo)。

有研究者發(fā)現(xiàn)，胃癌細(xì)胞DACH1表達(dá)缺失與DACH1啟動(dòng)子區(qū)甲基化密切相關(guān)，而且去甲基化藥物多西他塞（5-Aza-2’-deoxyazacytidine）可誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞DACH1表達(dá)恢復(fù)；在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中，DACH1可通過抑制轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β）信號(hào)通路抑制胃癌的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；表觀遺傳學(xué)調(diào)控下的DACH1表達(dá)沉默可促使胃癌細(xì)胞對(duì)多西他賽耐藥。肝癌細(xì)胞DACH1表達(dá)缺失或減少亦與DACH1啟動(dòng)子區(qū)甲基化相關(guān)，去甲基化藥5-aza-2-deoxycytidine（5-AZA）可誘導(dǎo)這些腫瘤細(xì)胞DACH1表達(dá)恢復(fù)；DACH1表達(dá)減少還與肝癌結(jié)節(jié)分化不良及天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶比例相關(guān)；DACH1通過TGF-β信號(hào)通路抑制肝癌細(xì)胞增長；且DACH1的異常表達(dá)可通過誘導(dǎo)p21表達(dá)增加對(duì)5-氟尿嘧啶（5-FU）的敏感性。

DACH1啟動(dòng)子甲基化也是結(jié)、直腸癌的頻發(fā)事件，并能調(diào)控DACH1表達(dá)。DACH1啟動(dòng)子區(qū)甲基化與結(jié)腸癌的腫瘤分級(jí)、分化和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞增殖。啟動(dòng)子區(qū)域高甲基化導(dǎo)致的DACH1表達(dá)缺失，參與了結(jié)直腸癌TGF-β、Wnt信號(hào)通路的激活；恢復(fù)DACH1表達(dá)可能用于結(jié)直腸癌的治療。DACH1表觀遺傳學(xué)改變還可能成為結(jié)直腸癌早期診斷和預(yù)后的評(píng)估指標(biāo)。

2.3 DACH1與其他腫瘤

多項(xiàng)報(bào)道表明，DACH1還與肺癌、腎癌、口腔癌、白血病、甲狀腺乳頭狀癌等相關(guān)[5，16-19]。DACH1蛋白在甲狀腺乳頭狀癌和橋本甲狀腺炎組織中高表達(dá)，在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和包膜外侵犯的甲狀腺乳頭狀癌中明顯高表達(dá)，但在結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組織中表達(dá)降低；然而甲狀腺乳頭狀癌DACH1蛋白改變與腫瘤大小、臨床分期和年齡無關(guān)。

非小細(xì)胞肺癌中DACH1是低表達(dá)，并與臨床分期呈負(fù)相關(guān)、與P53低表達(dá)和Sox2高表達(dá)呈正相關(guān)；且在小細(xì)胞肺癌中表達(dá)下調(diào)較非小細(xì)胞肺癌更為顯著。這種DACH1低表達(dá)的機(jī)制可能與DNA甲基化相關(guān)。DACH1及m iRNA-302d在肺腺癌及鱗癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，m iRNA-302d可通過調(diào)控DACH1表達(dá)，促進(jìn)肺腺癌及鱗癌的增殖；DACH1低表達(dá)可能與肺腺鱗癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，是肺腺鱗癌發(fā)生、發(fā)展的重要因素。

DACH1蛋白與腎癌的增殖細(xì)胞核抗原（PCNA）及cylin D1表達(dá)、腫瘤分級(jí)分期有關(guān)?；謴?fù)腎透明細(xì)胞癌中DACH1功能可抑制離體細(xì)胞的增殖、S期進(jìn)展和克隆形成，并可抑制體內(nèi)腫瘤的生長；且DACH1可通過AP-1蛋白抑制cyclin D1轉(zhuǎn)錄。因此，DACH1功能的恢復(fù)可成為一種潛在的腎癌治療方案。

在口腔鱗癌中DACH1蛋白表達(dá)陽性率較低，并與分化呈正相關(guān)；在腺樣囊性癌組織中表達(dá)則高于口腔鱗癌，這與腺樣囊性癌細(xì)胞增殖差于鱗癌有關(guān)。DACH1表達(dá)與口腔癌細(xì)胞的增殖相關(guān)。

最近的研究發(fā)現(xiàn)，DACH1在白血病中亦發(fā)揮作用。在髓系祖細(xì)胞中，DACH1通過調(diào)控細(xì)胞周期蛋白，影響骨髓細(xì)胞的增殖周期，包括增加cyclinD1、D3、F、Cdk1/4/6和 p27kip表達(dá)，抑制p27cip1表達(dá)，上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子Sox、Oct4和K lf4表達(dá)。CyclinD-Cdk4/6是DACH1在髓系白血病發(fā)揮作用的主要靶點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄因子Sox、Oct4和Klf4表達(dá)上調(diào)可引起腫瘤干細(xì)胞表達(dá)。DACH1表達(dá)降低可阻止HL-60早幼粒細(xì)胞分化，該作用是通過減少cyclin D1、-D3、-F，Cdk 1、-4、-6，增加p21（Cip1），減少Rb蛋白來實(shí)現(xiàn)的。

DACH1作為一種特殊的腫瘤抑制基因，不僅能抑制腫瘤細(xì)胞的生長，還能調(diào)節(jié)bFGF介導(dǎo)的神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的腫瘤起始活動(dòng)[20]。

3 DACH 1與腫瘤生長的調(diào)控機(jī)制

DACH1低表達(dá)促進(jìn)腫瘤生長的調(diào)控機(jī)制主要與DACH1基因啟動(dòng)子區(qū)CpG島甲基化以及TGF-β/SMAD信號(hào)通路等有關(guān)。最近報(bào)道，Dalgin等[21]利用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜分析（matrix assisted laser desorption ionization time-offlightmass spectrometry，MALDI-TOFMS）等方法首次檢測到了5個(gè)在腎細(xì)胞癌中存在高甲基化的基因，包括DACH1。

TGF-β/SMAD信號(hào)通路的作用具有兩面性，既可抑制腫瘤增殖，又可促進(jìn)腫瘤形成。DACH1蛋白在調(diào)節(jié)異常TGF-β信號(hào)通路中發(fā)揮重要作用。DACH1蛋白尤其是其DS結(jié)構(gòu)域通過與內(nèi)源性NCoR和Smad4相互作用來抑制TGF-β信號(hào)通路中AP-1和Smad表達(dá)；而NCoR能增強(qiáng)DACH1的這種抑制作用；Smad4作為一個(gè)DNA連接平臺(tái)，促使DACH1有效抑制SBE和AP-1信號(hào)[22]。

Jun和Fos能通過DNA序列特異方式調(diào)節(jié)AP-1的轉(zhuǎn)錄水平。增殖信號(hào)能誘導(dǎo)c-Fos和c-Jun表達(dá)，c-Jun是與DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子，能增強(qiáng)AP-1轉(zhuǎn)錄活性。DACH1通過其調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，抑制c-Jun誘導(dǎo)的DNA合成和細(xì)胞增殖，c-Jun過表達(dá)能解除DACH1對(duì)細(xì)胞增殖的抑制[22]。

有文獻(xiàn)報(bào)道，DACH1能與cyclinD1增強(qiáng)子的AP-1及CRE位點(diǎn)結(jié)合，形成一個(gè)多聚體抑制復(fù)合物，進(jìn)而抑制cyclinD1表達(dá)和DNA合成。在人類乳腺癌上皮細(xì)胞中，DACH1是cyclinD1的生理性調(diào)節(jié)因子；同時(shí)cyclinD1是DACH1在乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的作用靶點(diǎn)。AP-1誘導(dǎo)cyclinD1轉(zhuǎn)錄，DACH1與c-Jun相互作用抑制AP-1活性[22]。DACH1通過調(diào)控TGF-β/SMAD通路中的這些轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮作用。這提示，DACH1的抑癌作用可通過影響TGF-β/SMAD通路信號(hào)中的轉(zhuǎn)錄因子、以及相關(guān)信號(hào)通路來實(shí)現(xiàn)。

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Rolesof Dachshundhomologue 1（DACH 1）in grow th ofmalignant tumorsand theirmechanism s

CAO Jin1，F(xiàn)AN Yuezu2
1.TongjiUniversity SchoolofMedicine，Shanghai 200072，China；
2.DepartmentofSurgery，TongjiHospital，TongjiUniversity SchoolofMedicine，Shanghai 200065，China

This paper reviews the source，structure and function of the cell fate determ ination factor 1（Dachshundhomologue 1，DACH1），and roles in grow th ofmalignant tumors and their regulationmechanisms，in order to explore DACH1 asa target for targeting diagnosisand adjuvant therapy ofmalignant tumors.

Dachshundhomologue 1；Neoplasm；Effectmechanism

R730

A

2095-378X（2015）01-0044-04

10.3969/j.issn.2095-378X.2015.01.014

曹 進(jìn)（1980—），女，外科學(xué)碩士研究生

范躍祖，電子郵箱：fanyuezu@hotmail.com