LASS2基因?qū)盒阅[瘤轉(zhuǎn)移抑制作用的研究進(jìn)展

何俊，王海峰，王劍松

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，昆明650101)

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·綜述·

LASS2基因?qū)盒阅[瘤轉(zhuǎn)移抑制作用的研究進(jìn)展

何俊，王海峰，王劍松

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，昆明650101)

人源性長(zhǎng)壽保障基因2(LASS2基因)又稱為腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因1，是一種新型的人類腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因。LASS2基因?qū)η傲邢侔螂装?、肝癌、胃癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌、腦膜瘤等多種腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移均有抑制作用。本文就LASS2基因?qū)δ[瘤轉(zhuǎn)移抑制作用的相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述。

惡性腫瘤；LASS2基因；預(yù)后

腫瘤轉(zhuǎn)移是多數(shù)患者死亡的最終原因，轉(zhuǎn)移的過程涉及許多因素調(diào)控，其中任何單獨(dú)的步驟中斷可能阻止轉(zhuǎn)移級(jí)聯(lián)。1988年，Steeg等[1]在進(jìn)行K-1735黑色素瘤轉(zhuǎn)移和非轉(zhuǎn)移亞系差別篩選的研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)轉(zhuǎn)移抑制基因nm23，此后一類與腫瘤細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移密切相關(guān)且相對(duì)較新的腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因相繼被發(fā)現(xiàn)，包括NM23、KISS1、RhOGDI2、BRMS1、TIMPs、MKK4、MTSS1、KAI1等。人源性長(zhǎng)壽保障基因2 (LASS2) 又稱為腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因1(TMSG-1)，是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型人類腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因，該基因不僅可以抑制腫瘤的生長(zhǎng)，也可抑制腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。本文對(duì)LASS2基因的作用機(jī)制及其在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用作一綜述。

1 LASS2基因

LASS2基因是于1999年由北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院從前列腺癌細(xì)胞系的不同轉(zhuǎn)移潛能亞系中克隆出來[2]，其后于2001年由復(fù)旦大學(xué)在人肝cDNA文庫(kù)中克隆出和酵母長(zhǎng)壽保障基因LAG1高度同源的新基因。LASS2基因是長(zhǎng)壽保障基因家族的一員，與TMSG-1具有高度同源性。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，TMSG-1僅僅是LASS2基因的一個(gè)片段。所以，LASS2也被稱為TMSG-1。LASS2基因位于1號(hào)染色體上，編碼的蛋白質(zhì)含380個(gè)氨基酸, 分子質(zhì)量為45 000，包含10個(gè)外顯子、9個(gè)內(nèi)含子、5個(gè)跨膜域，是一個(gè)跨膜蛋白。LASS2基因具有HOX(69-131aa)、TLC(131-332aa)兩個(gè)功能域。HOX功能域由60個(gè)氨基酸組成，并與特定的DNA序列結(jié)合，作為DNA結(jié)合區(qū)域和轉(zhuǎn)錄因子，很多和生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)的基因中都包含這一保守序列[3]。除了大家熟知的功能外，最近發(fā)現(xiàn)homeobox基因具有轉(zhuǎn)錄因子重塑和成人穩(wěn)態(tài)功能[4]。TLC功能域大約由200個(gè)氨基酸組成。目前研究認(rèn)為，LASS家族TLC域可能在參與神經(jīng)酰胺的合成后，參與細(xì)胞功能，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)變異。

2 LASS2的作用機(jī)制

2.1 LASS2與神經(jīng)酰胺 神經(jīng)酰胺在鞘磷脂途徑中發(fā)揮第二信使分子作用，同時(shí)也參與細(xì)胞分化等多種生理、病理過程。神經(jīng)酰胺能激活大量應(yīng)激相關(guān)酶，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡，在應(yīng)激反應(yīng)誘導(dǎo)的疾病或腫瘤治療中具有重要作用。此外，神經(jīng)酞胺主要是阻滯GO/G1期細(xì)胞以促進(jìn)細(xì)胞凋亡。神經(jīng)酰胺還可讓細(xì)胞內(nèi)的pHi升高, 在升高的pHi的環(huán)境下，Bax的構(gòu)象發(fā)生變化介導(dǎo)細(xì)胞了凋亡。因此，參與調(diào)節(jié)神經(jīng)酰胺的合成過程可能是LASS2作用機(jī)制之一。

2.2 LASS2與腺核甘三磷酸水解酵素(V-ATPase) V-ATPase是定位于細(xì)胞質(zhì)膜及細(xì)胞器膜上的質(zhì)子泵，也是一種跨膜蛋白，主要作用是轉(zhuǎn)運(yùn)H+、維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。酸性環(huán)境能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生成和轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)其侵襲能力。而酸性環(huán)境的維持離不開癌細(xì)胞的膜離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，包括Na+/H+交換體、HCO3-轉(zhuǎn)運(yùn)體和囊泡型H+-ATPase等。膜離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)是腫瘤酸性微環(huán)境的主要調(diào)節(jié)者，可以跨質(zhì)膜將H+泵出細(xì)胞，胞外積聚H+而引起的微酸環(huán)境能將基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)和MMP-9由酶原形式變?yōu)榛钚孕问剑瑥亩纸饧?xì)胞外基質(zhì)，引起腫瘤的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。LASS2與V-ATPase的C亞基有直接聯(lián)系，兩者結(jié)合后可限制C亞基被蛋白酶水解,從而提高V-ATPase的活性，造成細(xì)胞質(zhì)內(nèi)H+進(jìn)入到細(xì)胞器或排泌到細(xì)胞外，引起細(xì)胞質(zhì)堿化而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡?；钚訴-ATPase還可以通過提高細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、遷移及增殖能力，加速腫瘤的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。

2.3 其他 Gong等[5]在蛋白修飾、降解等特定條件下，引導(dǎo)LASS2進(jìn)入細(xì)胞核，發(fā)現(xiàn)其在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮調(diào)節(jié)rRNA轉(zhuǎn)錄作用，推測(cè)LASS2可能是一種潛在的轉(zhuǎn)錄因子。Su等[6]研究證實(shí)，TMSG1是通過Caspase依賴的線粒體途徑誘導(dǎo)而細(xì)胞凋亡的。

3 LASS2對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的抑制作用

腫瘤細(xì)胞從原發(fā)部位黏附并侵入基底膜，通過細(xì)胞外基質(zhì)侵入淋巴管、血管和體腔，遷徙到其他部位；又與基底膜相互作用而穿出脈管系統(tǒng)，繼續(xù)生長(zhǎng)，形成同樣類型的腫瘤；然后又再一次轉(zhuǎn)移下去，如此形成惡性循環(huán)。不是所有的惡性腫瘤都會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，但出現(xiàn)轉(zhuǎn)移卻是惡性腫瘤的確鑿證據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)LASS2與部分腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

3.1 前列腺癌 Ma等[2]從人前列腺癌細(xì)胞系中克隆出LASS2基因，并發(fā)現(xiàn)其在高轉(zhuǎn)移潛能的前列腺癌細(xì)胞系PC-3M-IE8中表達(dá)量低于低轉(zhuǎn)移潛能前列腺癌細(xì)胞PC-3M-2B4，故推測(cè)此基因?qū)δ[瘤侵襲、轉(zhuǎn)移具有抑制作用，與Su等[7]研究結(jié)論一致。Xu等[8]合成特異性沉默LASS2基因的小干擾RNA，先下調(diào)低轉(zhuǎn)移潛能前列腺癌細(xì)胞PC-3M-2B4中LASS2的表達(dá)，再通過小干擾RNA使LASS2沉默、增加液泡ATP酶的活性，從而增強(qiáng)其侵襲能力并促進(jìn)其轉(zhuǎn)移。以上研究均提示LASS2可作為抑制前列腺癌轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的一個(gè)有效治療靶點(diǎn)。最新研究對(duì)LASS2基因的作用機(jī)制提出了外顯子參與學(xué)說，即在人類前列腺癌細(xì)胞中KLF6/Sp1與外顯子1相結(jié)合啟動(dòng)LASS2基因，并以此作為轉(zhuǎn)錄起始關(guān)鍵事件[9]。

3.2 膀胱癌 Wang等[10]對(duì)膀胱癌細(xì)胞株EJ-M3、EJ、T24和BIU-87中LASS2基因表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)增殖和侵襲能力高的膀胱癌細(xì)胞株EJ-M3和BIU-87 LASS2 mRNA表達(dá)量低于低轉(zhuǎn)移能力的膀胱癌細(xì)胞株T24和EJ細(xì)胞[11]。LASS2基因表達(dá)隨著膀胱癌細(xì)胞增殖和侵襲能力的增強(qiáng)而降低，說明LASS2基因是一種新的腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因。王海峰等[12]以33例已行膀胱全切除術(shù)的膀胱癌患者為研究對(duì)象，對(duì)LASS2的表達(dá)和膀胱癌預(yù)后的關(guān)系進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)LASS2基因蛋白和mRNA相對(duì)表達(dá)量低的膀胱癌患者預(yù)后較差；認(rèn)為L(zhǎng)ASS2基因表達(dá)可能與膀胱癌的發(fā)生和發(fā)展相關(guān)，并可作為其預(yù)后判斷指標(biāo)。最新研究發(fā)現(xiàn)，LASS2是miRNA-9的直接靶基因，模擬轉(zhuǎn)染miR-9可以下調(diào)LASS2表達(dá)，miRNA-9靶向LASS2基因可增強(qiáng)膀胱癌的耐藥性[13]。

3.3 肝癌 譚寧等[14]研究顯示，低轉(zhuǎn)移潛能的肝癌細(xì)胞系MHCC97-L中LASS2基因的表達(dá)水平高于高轉(zhuǎn)移潛能肝癌細(xì)胞系HCCLM3；該研究將載有LASS2基因的真核表達(dá)載體pCMV-HA2-LASS2轉(zhuǎn)染至HCCLM3，經(jīng)篩選后得到穩(wěn)定表達(dá)LASS2基因的HCCLM3細(xì)胞系，并證實(shí)過表達(dá)LASS2基因的HCCLM3細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力均受到明顯的抑制。Tang等[15]通過觀察細(xì)胞內(nèi)外H+濃度、細(xì)胞凋亡情況和線粒體凋亡相關(guān)蛋白含量等，證實(shí)LASS2基因過表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移。

3.4 胃癌 汪波[16]研究顯示，胃良性疾病組織中LASS2陽(yáng)性率為80%(16/20)，明顯高于胃癌組織中的46.9%(38/81)；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期越晚，癌組織LASS2蛋白及mRNA表達(dá)越低，證實(shí)LASS2基因可抑制胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

3.5 結(jié)腸癌 裴斐等[17]研究發(fā)現(xiàn)，未發(fā)生轉(zhuǎn)移的結(jié)腸癌患者癌組織LASS2蛋白表達(dá)多為強(qiáng)陽(yáng)性(陽(yáng)性率為52.4%)，而轉(zhuǎn)移者癌組織多為弱陽(yáng)性或陰性(陽(yáng)性率為35.0%)。余澤炎等[18]研究顯示， 76例份結(jié)直腸正常組織中，65例份呈強(qiáng)陽(yáng)性、11例份呈弱陽(yáng)性, LASS2蛋白均呈陽(yáng)性表達(dá)；而在98例份結(jié)直腸癌組織中卻有32例份LASS2蛋白為陰性表達(dá),其余均為弱陽(yáng)性或強(qiáng)陽(yáng)性，且LASS2蛋白表達(dá)與腫瘤分化程度、浸潤(rùn)程度、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈明顯負(fù)相關(guān)。以上均提示LASS2蛋白有助于預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌的浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移，并可作為一個(gè)新的治療靶點(diǎn)。

3.6 乳腺癌 裴斐等[17]研究顯示，未轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者癌組織LASS2蛋白陽(yáng)性率為36%，明顯高于轉(zhuǎn)移者(7.4%)。Su等[19]采用LASS2真核表達(dá)載體轉(zhuǎn)染人乳腺癌高侵襲細(xì)胞系MDA-MB-231，發(fā)現(xiàn)LASS2基因可促進(jìn)細(xì)胞凋亡，抑制該基因表達(dá)可促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展。Fan等[20]將鹽酸多柔比星/阿霉素加入LASS2基因高表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞凋亡率明顯升高，分析原因可能是LASS2基因過度表達(dá)會(huì)增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)多柔比星/阿霉素細(xì)胞的毒性易感性，由此預(yù)測(cè)LASS2基因可能作為一個(gè)預(yù)測(cè)乳腺癌患者病情及化療敏感性的相關(guān)指標(biāo)。劉琳等[21]研究顯示，乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌組織LASS2蛋白表達(dá)與患者的病理分級(jí)、臨床分期、轉(zhuǎn)移以及預(yù)后均呈負(fù)相關(guān)，提示LASS2基因可能抑制了乳腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力，具有抑癌基因的作用，證實(shí)LASS2有助于預(yù)測(cè)乳腺癌患者的預(yù)后。

3.7 肺癌 Ma等[2]研究顯示，與人肺巨細(xì)胞癌低轉(zhuǎn)移亞系PG-LH7相比，高轉(zhuǎn)移亞系PG-BE1中LASS2基因表達(dá)明顯降低，說明LASS2基因可以抑制人肺巨細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移。

3.8 腦膜瘤 Ke等[22]研究顯示，腦膜瘤組織LASS2蛋白表達(dá)與腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，LASS2蛋白表達(dá)越低，患者的整體生存期以及無進(jìn)展生存期越短，與患者的性別和辛普森分級(jí)無關(guān)。同時(shí)該研究證明，LASS2是影響腦膜瘤患者預(yù)后的獨(dú)立因素，可作為腦膜瘤預(yù)后的潛在生物標(biāo)志物。

綜上所述，臨床中許多惡性腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移均與LASS2基因低表達(dá)密切相關(guān)；LASS2基因表達(dá)情況可反映腫瘤的治療效果，可作為腫瘤預(yù)后標(biāo)記物之一。但LASS2基因不容易被早期檢測(cè)到，故診斷腫瘤的特異性和敏感性較低，且不能準(zhǔn)確反映腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移部位，不能作為腫瘤篩查指標(biāo)。雖目前臨床對(duì)LASS2的認(rèn)識(shí)還不夠深入，許多針對(duì)LASS2靶向治療干預(yù)腫瘤進(jìn)展的研究正在進(jìn)行，將為未來的腫瘤靶向治療開拓新思路。

[1] Steeg PS, Bevilacqua G, Kopper L, et al. Evidence for a novel gene associated with low tumor metastatic potential[J]. J Natl Cancer Inst, 1988,80(3):200-204.

[2] Ma C, Liu Y, Zheng J, et al. Identification of tumor metastasisrelated gene TMSG-1 by mRNA differential display[J]. Sci China C Life Sci, 2002,45(5):553-560.

[3] Mc Ginnis W, Krumlauf R. Homeobox genes and axial patterning[J]. Cell, 1992,68(2):283-302.

[4] Mahdipour E, Mace KA. Hox transcription factor regulation of adult bone-marrow-derived cell behaviour during tissue repair and regeneration[J]. Expert Opin Biol Ther, 2011,11(8):1079-1090.

[5] Gong MZ, You JF, Cui XL, et al. Identification of nucleolar localization signal sequence of tumor metastasis suppressor gene-1[J]. Zhonghua Binglixue Zazhi, 2011,40(11):767-771.

[6] Su J, Yu W, Gong M, et al. Overexpression of a novel tumor metastasis suppressor gene TMSG1/LASS2 induces apoptosis via a caspase-dependent mitochondrial pathway[J]. J Cell Biochem, 2015,116(7):1310-1307.

[7] Su J, You JF, Wang JL, et al. Overexpression of human tumor metastasis-related gene TMSG-1 suppresses cell proliferation and invasion of a highly metastatic prostate cancer cell line PC-3M-1E8 in vitro[J]. Zhonghua Zhong Liu Za Zhi, 2008,30(6):404-407.

[8] Xu X, Liu B, Zou P, et al. Silencing of LASS2/TMSG1 enhances invasion and metastasis capacity of prostate cancer cell[J]. J Cell Biochem, 2014,115(4):731-743.

[9] Gong M, Yu W, Pei F, et al. KLF6/Sp1 initiates transcription of the tmsg-1 gene in human prostate carcinoma cells: an exon involved mechanism[J]. J Cell Biochem, 2012,113(1):329-339.

[10] Wang H, Yang D, Wang K, et al. Expression and potential role of chemokine receptor CXCR4 in human bladder carcinoma cell lines with different metastatic ahility[J]. Mol Med Rep, 2011,4(3):525-528.

[11] Yang D, Wang H, Wang J, et al. Establishment of a fluorescent implantation metastasis model of bladder cancer and real-time microscopic detection in nude mice[J]. Asian Pacific J Cancer Prey, 2011,12(2):393-396．

[12] 王海峰,王劍松,丁明霞,等.新的腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因LASS2在不同侵襲潛能的膀胱癌細(xì)胞中表達(dá)的體外研究[J].現(xiàn)代泌尿生殖腫瘤雜志,201l,3(5):193-197．

[13] Wang H, Zhang W, Zuo Y, et al. miR-9 promotes cell proliferation and inhibits apoptosis by targeting LASS2 in bladder cancer[J]. Tumour Biol, 2015,36(12):9631-9640.

[14] 譚寧,覃文新,萬曉楨,等.LASS2基因抑制HCCLM3肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[J].腫瘤,2007,27(5):335-340.

[15] Tang N, Jin J, Deng Y, et al. LASS2 interacts with V-ATPase and inhibits cell growth of hepatocellular carcinoma[J]. Sheng Li Xue Bao, 2010,62(3):196-202.

[16] 汪波.TMSG-1在胃癌中的表達(dá)及其臨床意義[J].中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥,2013,23(1):1-2.

[17] 裴斐,由江峰,寧鈞宇,等.人腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因TMSG-1單克隆抗體的制備、鑒定及在腫瘤檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中華病理學(xué)雜志,2005,34(1):15-21.

[18] 余澤炎,鐘武,陳利生.TMSG-1蛋白在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及意義[J].結(jié)直腸肛門外科,2012,18(1):7-10.

[19] Su J, You JF, Wang JL, et al. Overexpression of tumor metastasis suppressor gene 1 suppresses proliferation and invasion, but enhances apoptosis of human breast cancer cells MDA-MB-231 cells[J]. Zhonghua Bing Li Xue Za Zhi, 2007,36(10):672-676.

[20] Fan S, Niu Y, Tan N, et al. LASS2 enhances chemosensitivity of breast cancer by counteracting acidic tumor microenvironment through inhibiting activity of V-ATPase proton pump[J]. Oncogene, 2013,32(13):1682-1690.

[21] 劉琳,趙坡,張忠梅,等.乳腺癌TMSG-1蛋白的表達(dá)及臨床病理意義[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2013,23(13):59-61.

[22] Ke RH, Wang Y, Mao Y, et al. Decreased expression of LASS2 is associated with worse prognosis in meningiomas[J]. J Neurooncol, 2014,118(2):369-376.

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81260374, 81460384)；云南省教育廳基金 (2014Z072)；云南省科技廳面上項(xiàng)目(2015FB196)；云南省科技廳-昆明醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合專項(xiàng)(2014FA015,2014FZ031)；云南省衛(wèi)生廳內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)項(xiàng)目(2014NS081)。

王劍松(E-mail: jiansongwang@yahoo.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.36.036

R73-37

A

1002-266X(2016)36-0100-03

2016-04-19)