c-Myc啟動子結(jié)合蛋白1與腫瘤

郭三君，謝勇恩

(川北醫(yī)學(xué)院免疫與分子生物學(xué)研究所，四川 南充　637000)

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c-Myc啟動子結(jié)合蛋白1與腫瘤

郭三君，謝勇恩

(川北醫(yī)學(xué)院免疫與分子生物學(xué)研究所，四川 南充637000)

人c-Myc原癌基因啟動子結(jié)合蛋白1(c-Myc promoter binding protein 1，MBP-1)是新近發(fā)現(xiàn)的一個定位于細(xì)胞核內(nèi)的調(diào)節(jié)分子，能靶向調(diào)控多種細(xì)胞增殖、凋亡和腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)。本文歸納和總結(jié)了其基因結(jié)構(gòu)、細(xì)胞定位、調(diào)控的下游靶分子及其與腫瘤發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性等方面的研究進(jìn)展。

c-Myc啟動子結(jié)合蛋白1；靶分子；腫瘤

Ray等[1]從人類宮頸癌細(xì)胞HeLa細(xì)胞cDNA表達(dá)文庫中克隆出一個新基因，其表達(dá)產(chǎn)物能與人類c-Myc原癌基因P2啟動子特異性結(jié)合，阻止c-Myc的表達(dá)，因而將其命名為c-Myc啟動子結(jié)合蛋白1(c-Myc promoter binding protein 1，MBP-1)。近年來研究發(fā)現(xiàn)MBP-1能調(diào)控多種靶分子的表達(dá)，并可能與某些腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

1　MBP-1 的基因結(jié)構(gòu)及其表達(dá)調(diào)控

1.1MBP-1的基因結(jié)構(gòu)及其表達(dá)產(chǎn)物的細(xì)胞定位

MBP-1和α-烯醇化酶由同一基因編碼，其編碼基因位于人1號染色體短臂的35區(qū)與末端之間(1p35-pter)，包含12個外顯子和11個內(nèi)含子，其mRNA 長度為1 783 bp，有兩個開放閱讀框，從第121位堿基到1 425位堿基的閱讀框長度為1 305 bp,編碼434個氨基酸的蛋白質(zhì)，即α-烯醇化酶，其分子量為48 KD。從第409位堿基到1 425位堿基的閱讀框長度為1 017 bp，編碼338個氨基酸的蛋白質(zhì)，即MBP-1，其分子量為37KD。α-烯醇化酶是糖酵解過程中的關(guān)鍵酶，主要表達(dá)于組織細(xì)胞的胞漿中，而MBP-1不參與糖代謝，主要位于細(xì)胞核內(nèi)，是一種核轉(zhuǎn)錄因子，參與多種基因的表達(dá)調(diào)控[2-4]。目前大多數(shù)人認(rèn)為MBP-1和α-烯醇化酶由相同的mRNA分子編碼，只不過其翻譯起始位點不同，也有人認(rèn)為MBP-1和α-烯醇化酶雖然由同一基因編碼，但其轉(zhuǎn)錄起始位點不同[5]。

1.2MBP-1 的表達(dá)調(diào)控

MBP-1是一種在哺乳動物細(xì)胞呈普遍表達(dá)的蛋白分子，目前關(guān)于其表達(dá)調(diào)控的研究報道仍不多，研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞在低氧和低糖的培養(yǎng)條件下，其MBP-1分子的表達(dá)明顯降低，與之相應(yīng)的c-Myc分子表達(dá)則明顯增高，這可能是腫瘤細(xì)胞在低氧和低糖的腫瘤微環(huán)境中仍能維持其增殖活性的原因之一，但低氧和低糖通過何種機(jī)制抑制MBP-1分子的表達(dá)仍有待于進(jìn)一步研究加以闡明[6-7]。也有研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞在應(yīng)激狀態(tài)下，其MBP-1分子的表達(dá)增高，可能與應(yīng)激導(dǎo)致AKT/PERK/eIF2α信號通路活化有關(guān)[8]。 MicroRNA可能參與對MBP-1分子的表達(dá)調(diào)控，miR-363能靶向作用于MBP-1信使RNA 的3’非編碼區(qū)，抑制MBP-1的表達(dá)，將外源性的miR-363導(dǎo)入胃癌細(xì)胞株SC-M1后，能增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的增殖活性及其侵襲轉(zhuǎn)移能力，而敲除其內(nèi)源性的miR-363則能抑制胃癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移活性[9]。

2　MBP-1調(diào)控的下游靶分子

2.1抑制原癌基因c-Myc的表達(dá)

MBP-1能與c-Myc原癌基因P2啟動子轉(zhuǎn)錄起始位點上游的TATA盒序列特異性結(jié)合，阻止c-Myc基因轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成，從而負(fù)向調(diào)控c-Myc基因的表達(dá)，這是MBP-1對c-Myc基因表達(dá)的直接調(diào)控。MBP-1也可以通過其他方式間接調(diào)控c-Myc基因的表達(dá)，有研究發(fā)現(xiàn)Notch1受體的胞內(nèi)部分(notch1 receptor intracellular domain,N1IC)與核因子YY1形成復(fù)合物，可作用于c-Myc基因 P2啟動子上游的YY1反應(yīng)元件，促進(jìn)c-Myc基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，MBP-1能通過與Notch1受體的胞內(nèi)部分的相互作用，抑制N1IC-YY1復(fù)合物對YY1反應(yīng)元件的調(diào)控作用，從而間接抑制c-Myc基因的表達(dá)[10-11]。某些分子還能與MBP-1發(fā)揮協(xié)同作用，增強(qiáng)MBP-1對c-Myc的靶向調(diào)控作用，Perconti等[12]采用酵母雙雜交結(jié)合GST拉下實驗，鑒定出一種能與MBP-1協(xié)同作用的分子NS1-BP，該分子能增強(qiáng)MBP-1對c-Myc基因啟動子的抑制作用。由于c-Myc原癌基因的高表達(dá)與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展呈正相關(guān)，MBP-1能靶向抑制c-Myc原癌基因的表達(dá)，可能是一種重要的腫瘤抑制因子。

2.2抑制ERBB2的表達(dá)

erbB-2基因又稱為neu或HER-2基因，也是一種細(xì)胞原癌基因，ERBB2在多種腫瘤表達(dá)增高。 Contino等[13]構(gòu)建了可表達(dá)MBP-1的真核表達(dá)質(zhì)粒pFlag-MBP-1，轉(zhuǎn)染人乳腺癌細(xì)胞SKBr3后，檢測到ERBB2蛋白表達(dá)水平較空質(zhì)粒轉(zhuǎn)染細(xì)胞明顯降低，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)在ERBB2轉(zhuǎn)錄起始位點上游-514bp到-262bp處存在MBP-1的特異性結(jié)合位點，ERBB2可能是受MBP-1直接調(diào)控的靶分子之一。該研究還發(fā)現(xiàn)MBP-1對ERBB2的靶向調(diào)控需HDAC1分子參與其協(xié)同作用，MBP-1和HDAC1分子在大多數(shù)乳腺浸潤性導(dǎo)管癌組織標(biāo)本的表達(dá)量較其對應(yīng)的正常乳腺導(dǎo)管組織標(biāo)本明顯偏低，MBP-1和HDAC1同時呈現(xiàn)低表達(dá)狀態(tài)或許還可以作為乳腺癌的輔助性診斷指標(biāo)之一。

2.3抑制bcl-XL基因的表達(dá)

bcl-XL基因是bcl-2基因家族的成員， Bcl-XL分子可阻止線粒體細(xì)胞色素C的釋放，發(fā)揮抗凋亡作用，MBP-1通過下調(diào)Bcl-XL分子表達(dá)可以促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Ghosh等[14]將表達(dá)MBP-1的復(fù)制缺陷型重組腺病毒AdMBP-1感染乳腺癌細(xì)胞MCF-7細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)能顯著降低Bcl-XL分子的表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)AdMBP-1感染MCF-7細(xì)胞能以劑量依賴性方式抑制bcl-XL基因啟動子活性，表明Bcl-XL可能是MBP-1調(diào)控的靶分子，但bcl-XL基因的啟動子區(qū)并無MBP-1直接作用的靶序列，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)， MBP-1能增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄因子Ets-1對其靶基因的表達(dá)調(diào)控作用，而bcl-XL基因啟動子區(qū)含多個Ets結(jié)合位點，Bcl-XL是Ets-1直接調(diào)控的靶分子之一，所以，推測MBP-1可通過增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄因子Ets-1的功能間接調(diào)控bcl-XL基因的表達(dá)。

2.4抑制基質(zhì)金屬蛋白酶-2的表達(dá)

基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metallopeptidase-2，MMP-2)是一類與腫瘤發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的蛋白水解酶。Kanda等[15]研究發(fā)現(xiàn)乳腺癌細(xì)胞MCF-7轉(zhuǎn)染表達(dá)MBP-1的重組腺病毒后，其MMP-2的表達(dá)顯著下調(diào)，將不同劑量MBP-1的重組表達(dá)質(zhì)粒與含MMP-2啟動子的熒光素酶報告基因表達(dá)質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染MCF-7后，檢測熒光素酶報告基因表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)mbp-1能以劑量依賴的方式抑制熒光素酶的表達(dá)，說明mbp-1能抑制MMP-2啟動子活性，MMP-2可能也是MBP-1調(diào)控的靶分子之一。

2.5以MicroRNA作為調(diào)控的靶分子

MBP-1調(diào)控的靶分子可能還包括MicroRNA,Steele等[16]通過芯片雜交的方式分析了人前列腺癌PC3細(xì)胞轉(zhuǎn)染表達(dá)MBP-1的重組腺病毒前后MicroRNA表達(dá)變化，證實MBP-1在PC3細(xì)胞過表達(dá)可以上調(diào)miR-29b的表達(dá)，并通過miR-29b調(diào)控其靶分子Mcl-1和MMP-2的表達(dá)。

3　MBP-1與腫瘤發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性研究

3.1MBP-1與乳腺癌

Presti等[17]對177例原發(fā)性乳腺浸潤性導(dǎo)管癌組織及其癌旁正常組織進(jìn)行了免疫組織化學(xué)檢測分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)癌旁正常組織MBP-1幾乎均呈現(xiàn)陽性表達(dá)，而癌組織標(biāo)本MBP-1的陽性表達(dá)率僅為35%，并且發(fā)現(xiàn)MBP-1陽性的乳腺癌患者術(shù)后復(fù)發(fā)率較低，其5年生存率較高，而MBP-1陰性患者術(shù)后復(fù)發(fā)率較高，其5年生存率也相對較低，所以推測MBP-1可能與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，MBP-1也可以作為判斷乳腺癌患者預(yù)后的指標(biāo)之一。

3.2MBP-1與前列腺癌

氨基酸序列分析發(fā)現(xiàn)，MBP-1分子包含其N端1-95個氨基酸殘基和C端190-338個氨基酸殘基兩個具有抑制作用的功能區(qū)，Ghosh等[18]依次構(gòu)建了表達(dá)完整MBP-1分子的復(fù)制缺陷型重組腺病毒AdMBP-1及表達(dá)MBP-1分子C末端功能區(qū)的復(fù)制缺陷型重組腺病毒AdMBP-CR,將其分別轉(zhuǎn)染前列腺癌細(xì)胞后，均能有效抑制癌細(xì)胞增殖并促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡，給BALB/c裸小鼠皮下注射前列腺癌細(xì)胞復(fù)制荷瘤小鼠動物模型，當(dāng)腫瘤體積達(dá)88 mm3時，每隔48 h瘤體內(nèi)注射AdMBP-1或AdMBP-CR進(jìn)行治療，連續(xù)注射3次，觀察腫瘤生長情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)注射AdMBP-1的裸鼠其腫瘤生長速度較對照組明顯減慢，而注射AdMBP-CR的裸鼠其腫瘤幾乎停止生長。Ghosh等[19]還發(fā)現(xiàn)，前列腺癌細(xì)胞中過表達(dá)MBP-1 可使絲裂原活化的蛋白激酶激酶MEK5α表達(dá)降低，這種降低可能與MBP-1介導(dǎo)MEK5α經(jīng)蛋白酶體途徑降解增多有關(guān)，MEK5α表達(dá)降低會導(dǎo)致MEK5/BMK1信號通路抑制，使該信號通路的靶分子NF-κB和cyclin D1的活性降低，使癌細(xì)胞的生長減慢。

3.3MBP-1與非小細(xì)胞肺癌

Ghosh等[20]將表達(dá) MBP-1的復(fù)制缺陷型重組腺病毒AdMBP-1轉(zhuǎn)染非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株H1299，發(fā)現(xiàn)MBP-1的過表達(dá)能顯著抑制肺癌細(xì)胞的增殖活性，給裸鼠皮下注射H1299細(xì)胞復(fù)制非小細(xì)胞肺癌移植瘤動物模型，當(dāng)腫瘤體積達(dá)184 mm3時， 給荷瘤裸鼠每天注射單劑重組腺病毒AdMBP-1，連續(xù)注射五天，觀察其治療作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接受重組腺病毒AdMBP-1注射的裸鼠其腫瘤生長速度明顯減慢，其存活時間也較對照組明顯延長。

3.4MBP-1與胃癌

Hsu等[21]對MBP-1分子在胃癌發(fā)生發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移中的作用進(jìn)行了探討，研究發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的胃癌細(xì)胞轉(zhuǎn)染MBP-1真核表達(dá)質(zhì)粒pcDNA-HA-MBP-1后可使MBP-1過量表達(dá)，過量表達(dá)MBP-1的胃癌細(xì)胞其增殖活性明顯減弱，癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移活性也明顯受到抑制，而用siRNA沉默胃癌細(xì)胞MBP-1表達(dá)則使癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移活性增強(qiáng)。隨后的動物實驗發(fā)現(xiàn)MBP-1在胃癌細(xì)胞的過表達(dá)可使其在裸鼠體內(nèi)的成瘤活性降低，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)MBP-1在胃癌細(xì)胞的高表達(dá)不僅可以下調(diào)C-Myc的表達(dá)，而且還可以下調(diào)COX-2基因的表達(dá)，由于COX-2在多種腫瘤細(xì)胞高表達(dá)，被認(rèn)為是一種重要的致癌基因，所以推測MBP-1的也可以通過下調(diào)COX-2基因表達(dá)實現(xiàn)對胃癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移的抑制作用。耿晢等[22]構(gòu)建了針對MBP-1基因的siRNA 表達(dá)載體，將其轉(zhuǎn)染胃癌細(xì)胞株SGC-7901，隨后檢測發(fā)現(xiàn)其能顯著下調(diào)胃癌細(xì)胞MBP-1蛋白的表達(dá)，并且發(fā)現(xiàn) MBP-1的表達(dá)下調(diào)能顯著增強(qiáng)胃癌細(xì)胞SGC-7901的增殖活性。

3.5MBP-1與其它腫瘤

Pal等[23]研究發(fā)現(xiàn)，一種具有抗腫瘤活性的前體藥物ormeloxifen能抑制人白血病細(xì)胞株K562的增殖，這種抑制作用可能與ormeloxifen上調(diào)MBP-1和p21分子表達(dá)有關(guān)。最近研究表明MBP-1過量表達(dá)可以抑制食管癌細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡[24-25]。但也有研究發(fā)現(xiàn)維甲酸可以明顯抑制甲狀腺癌細(xì)胞的增殖活性，而這種抑制作用可能與維甲酸誘導(dǎo)甲狀腺癌細(xì)胞MBP-1的低表達(dá)有關(guān)[26]。

4　結(jié)語

MBP-1除了能靶向抑制c-Myc的表達(dá)外，還能調(diào)控ERBB2、Bcl-XL及MMP-2等腫瘤相關(guān)分子的表達(dá)。多種腫瘤細(xì)胞中過表達(dá)MBP-1可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，并促進(jìn)其凋亡，表達(dá)MBP-1重組腺病毒能夠抑制前列腺癌、肺癌等裸鼠移植瘤的生長，MBP-1是一種與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的核內(nèi)調(diào)節(jié)因子，但有關(guān)MBP-1的表達(dá)調(diào)控與腫瘤發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性及其作為腫瘤基因治療靶分子的可行性等研究還不夠深入，還有很多方面值得進(jìn)一步研究。

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(學(xué)術(shù)編輯：胡為民)

c-Myc promoter binding protein 1 and tumor

GUO San-jun，XIE Yong-en

(ResearchInstituteofImmunologyandMolecularBiology,NorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,Sichuan,China)

Human c-Myc promoter binding protein 1 (MBP-1)is a molecule recently discovered located in cell nucleus.MBP-1 can modulate the expressing of multiple genes related to cell proliferation,apoptosis and tumor.This article summarizes the research progress of this molecule,including its gene structure,cellular location,down streaming target molecules and its association to tumor.

MBP-1;Targeted molecule;Tumor

10.3969/j.issn.1005-3697.2016.05.044

川北醫(yī)學(xué)院科研項目(CBY14-A-ZD12)

2015-12-22

郭三君(1990-)，女，碩士研究生。

謝勇恩，E-mail: cbyxye0369@163.com

時間：2016-10-2511∶31

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20161014.1716.088.html

1005-3697(2016)05-0773-04

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A