抗腫瘤藥物治療靶點(diǎn)Sp1研究進(jìn)展

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(南華大學(xué)醫(yī)學(xué)院腫瘤研究所， 湖南衡陽421001)

·文獻(xiàn)綜述·

抗腫瘤藥物治療靶點(diǎn)Sp1研究進(jìn)展

唐芬，賀修勝*

(南華大學(xué)醫(yī)學(xué)院腫瘤研究所， 湖南衡陽421001)

特異蛋白轉(zhuǎn)錄因子1(Sp1)屬于Sp/KLF家族成員，是一種序列特異性的 DNA 結(jié)合蛋白,可調(diào)控某些啟動(dòng)子中富含 GC /GT 序列的細(xì)胞核病毒基因的轉(zhuǎn)錄過程,其廣泛存在于幾乎所有組織的細(xì)胞核中。不僅在正常胚胎發(fā)育、產(chǎn)后個(gè)體生長(zhǎng)等過程中起著重要作用，還可以通過調(diào)控癌基因、抑癌基因及相關(guān)信號(hào)通路分子的表達(dá)，影響細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡及血管新生等過程，參與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展。本文就Sp1與癌癥患者的預(yù)后意義、致瘤作用及其作為抗腫瘤藥物治療靶點(diǎn)進(jìn)行綜述。

抗腫瘤藥物； Sp1； 靶向治療

1 Sp1的結(jié)構(gòu)與功能

特異蛋白轉(zhuǎn)錄因子1(Specificity Protein1，Sp1)是第一個(gè)被鑒定的轉(zhuǎn)錄因子。根據(jù)其功能的不同可以分為3個(gè)結(jié)構(gòu)域：DNA結(jié)合區(qū)域、轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域、核定位信號(hào)區(qū)域。DNA結(jié)合區(qū)域位于羧基(C基)末端，含有3個(gè)Cys2His2 的鋅指結(jié)構(gòu)，這種特殊的鋅指結(jié)構(gòu)使得Sp1可以有效地結(jié)合到染色體特定序列的GC盒位點(diǎn)，進(jìn)而調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄過程。轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域位于氨基(N基)末端，主要通過和其他輔助因子(或轉(zhuǎn)錄復(fù)合物)共同調(diào)控轉(zhuǎn)錄的起始。核定位信號(hào)則主要位于鋅指結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)，通過主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞剑瑢p1蛋白運(yùn)輸?shù)胶藘?nèi)而發(fā)揮作用[1-3]。

2 Sp1在腫瘤中的表達(dá)與對(duì)患者的預(yù)后評(píng)估

有研究報(bào)道Sp1在橫紋肌肉瘤、多發(fā)性骨髓瘤、鼻咽癌等多種腫瘤細(xì)胞系中高表達(dá)[4-6]，在鼻咽癌、胰腺癌、結(jié)腸癌、胃癌、肺癌和肝癌中，Sp1表達(dá)增高，患者預(yù)后差[6-10]。例如，在膠質(zhì)瘤患者中，Sp1的表達(dá)率達(dá)94.6%，其表達(dá)程度與腫瘤的進(jìn)展、轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。Sp1陰性和陽性患者的5年生存率分別是55% 和19%。Sp1高表達(dá)患者總生存期也明顯低于Sp1低表達(dá)的患者[11]。Sp1低表達(dá)的鼻咽癌患者對(duì)放射治療敏感，而Sp1高表達(dá)的患者對(duì)放射治療不敏感[6]。有研究者認(rèn)為，Sp1和其調(diào)控的抗凋亡蛋白FLIP可用以預(yù)測(cè)前列腺癌患者的復(fù)發(fā)[12]。

3 Sp1的致瘤作用

RNA干擾技術(shù)和抗腫瘤藥物的研究表明，Sp1的致瘤功能是由于其調(diào)控了致瘤基因，如cyclin D1、survivin、VEGF等，這些基因與細(xì)胞的生長(zhǎng)、存活、血管生成、炎癥等密切相關(guān)，同時(shí)還調(diào)控 RTKs、PTTG1、eIF4E,b-catenin和YY1基因[13-23]。所有的這些基因都有富含GC的啟動(dòng)子，Sp1通過結(jié)合這種啟動(dòng)子，從而激活其活性。Zhang 等報(bào)道，Sp1在鼻咽癌細(xì)胞中呈高表達(dá)，敲低Sp1表達(dá)后會(huì)降低細(xì)胞的增殖能力、在軟瓊脂中的克隆形成能力和裸鼠成瘤能力[24]。這些結(jié)果表明，Sp1可以通過增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲、遷移能力顯著地加強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的表型特征[25]。

4 以 Sp1為靶點(diǎn)的藥物及其機(jī)制

研究表明，可以通過不同的方法阻斷、抑制或下調(diào)Sp1的表達(dá)。這些方法包括封閉蛋白或阻斷Sp1結(jié)合富含GC豐富的順式作用元件，以及抗腫瘤藥物等。

4.1 Sp1誘捕物富含GC的寡核苷酸可以降低Sp1調(diào)控的反式激活作用[26,27]。寡核苷酸(NODs)是含有Sp1特異結(jié)合的順式作用元件的DNA結(jié)構(gòu)類似物，將其導(dǎo)入肺癌細(xì)胞中后，可抑制Sp1調(diào)控基因的表達(dá)，比如，VEGF、TGF-b和TF 。同時(shí)，也抑制了肺癌細(xì)胞的增長(zhǎng)、遷移和侵襲[26]。肽核酸(PNAs)是用含甘氨酸的偽肽替代DNA的磷酸骨架的DNA的模擬分子，它與DNA的嵌合體PND-DNA-PNA(PDP)可以特異性地結(jié)合Sp1,從而抑制Sp1與DNA的相互作用[27]。

4.2光輝霉素與氨茴環(huán)霉素光輝霉素、希達(dá)霉素、WP31和蒽環(huán)霉素都是通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合DNA來抑制GC啟動(dòng)子的反式激活作用[28-30]。其中，光輝霉素和氨茴環(huán)霉素已經(jīng)在臨床上使用。有研究表明，這些藥物比如光輝霉素，也可以減少Sp1蛋白的表達(dá)[30]。這可能是因?yàn)檫@些藥物與富含GC的Sp1啟動(dòng)子相互作用或涉及到了一些其他的機(jī)制。薩利多按，是一種可導(dǎo)致嚴(yán)重胎兒畸形的藥物，同時(shí)也是一種腫瘤化療藥物，發(fā)現(xiàn)其不但具有抗血管生成活性的作用，它也能抑制Sp1對(duì)富含GC啟動(dòng)子基因的轉(zhuǎn)錄激活作用[31]。

4.3 COX-2抑制劑和非甾體抗炎藥(NSAIDs) Sp1在癌變過程中發(fā)揮著重要的作用。其原因在于，它調(diào)控了如酪氨酸激酶受體基因、生存素和VEGF等基因，而這些基因在癌變過程中都扮演著十分重要的角色[13]。因此，那些可以降低 Sp1表達(dá)的抗腫瘤藥物，可以協(xié)同降低多種致瘤因子的表達(dá)。而這些致瘤因子本身也是抗腫瘤藥物的靶點(diǎn)。Wei等發(fā)現(xiàn)環(huán)氧化酶抑制劑，如塞來昔布、NS-398和尼美舒利等可以抑制胰腺癌細(xì)胞中Sp1蛋白的表達(dá)，并協(xié)同下調(diào)VEGF的表達(dá)，從而抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。這主要與降低Sp1的磷酸化和減少其與富含GC的位點(diǎn)相結(jié)合有關(guān)[14，15]。

非甾體抗炎藥阿司匹林 、硝基-NSAIDs、 GT-094 都可以下調(diào)結(jié)腸癌中Sp1的表達(dá)[16，17]。托滅酸處理過的多種癌細(xì)胞通過增加Sp1的泛素化，并誘導(dǎo)這些蛋白的蛋白酶體依賴性降解，從而抑制癌細(xì)胞的存活[18]。

4.4天然產(chǎn)品和其化學(xué)合成類似物樺木酸(BA)是源自白樺樹皮的天然產(chǎn)物，具有廣泛的抗腫瘤活性[32]。研究結(jié)果顯示，BA能下調(diào)Sp1、Sp3和Sp4以及多種SP調(diào)控蛋白的表達(dá)[19]。據(jù)報(bào)道，其他的三菇類化合物如雷公藤紅素、齊墩果酸和甘草次酸派生而來的化學(xué)合成物同樣可以下調(diào)多種癌細(xì)胞中Sp1的表達(dá)[20-22]。姜黃素是姜黃香料中的一種成分，可以下調(diào)多種癌細(xì)胞中Sp1和Sp1調(diào)控的原癌基因的表達(dá)[23]，現(xiàn)已被廣泛用于治療多種癌癥。越來越多的研究表明，保健食品和其活性成分可下調(diào)Sp1[33]，這其中包括茉莉酸甲酯、厚樸酚、異丹葉大黃素、檞皮素、二甲氨基芐丙酮和白藜蘆酚 。

4.5其他以Sp1為靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物降糖藥二甲雙胍、噻唑烷二酮具有對(duì)多種原發(fā)性惡性腫瘤預(yù)防和化療作用。目前有研究表明，生育酚可以通過增加Sp1的泛素化，促進(jìn)Sp1的蛋白酶體降解，調(diào)控PP2A-JNK-Sp1信號(hào)通路，從而增強(qiáng)其抗腫瘤細(xì)胞增殖的作用[34]。二甲雙胍、化學(xué)合成物大麻素和三氧化二砷都可以通過下調(diào)Sp1及Sp1調(diào)控基因的表達(dá)，如eIF4E、survivin、cyclin D1、VEGF等，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，促進(jìn)其凋亡[35，36]。

5 小 結(jié)

人類腫瘤中Sp1的高表達(dá)可見于各種類型的腫瘤，并且Sp1高表達(dá)的腫瘤患者預(yù)后往往較差。因此，Sp1依賴的通路為腫瘤的治療提供了新的靶點(diǎn)。由于 Sp1 的作用機(jī)制是同 DNA 結(jié)合而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,目前通常將仍在研究中的阻斷Sp1作用的藥物分為兩類：第一類是直接調(diào)節(jié)Sp1的表達(dá)，如光輝霉素等。第二類是阻斷Sp1與DNA特定序列結(jié)合，這又可分為兩型：使富含 GC 區(qū)域的DNA 盒失活的藥物，如環(huán)氧化酶 2抑制劑等；特異性作用于 Sp1 結(jié)合區(qū)域的寡核苷酸及核酸 DNA嵌合體，如肽核酸等。Sp1的表達(dá)還和很多基礎(chǔ)基因有關(guān)。阻斷Sp1成為一把雙刃劍，一方面可能阻斷腫瘤的演進(jìn)和轉(zhuǎn)移，但同時(shí)也可能帶來嚴(yán)重的不良后果。因此，必須找到特異性抑制腫瘤細(xì)胞中Sp1表達(dá)的方法。過去十多年取得的進(jìn)展已為臨床應(yīng)用可行性提供可靠的依據(jù),相信不久,越來越多的靶向SP1抗腫瘤藥物將進(jìn)入臨床實(shí)用階段,在腫瘤治療中發(fā)揮重要作用。

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R730

A

10.15972/j.cnki.43-1509/r.2016.01.027

2015-11-03；

2016-01-06

國家自然科學(xué)基金課題(No.81172575，81301742)；湖南省教育廳課題(No.11C1112 ，12C0340).

*通訊作者，E-mail：hexiusheng@hotmail.com.

秦旭平)