Nogo蛋白及其基因多態(tài)性與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)性的研究進(jìn)展

覃海媚+王榮+王俊利

【關(guān)鍵詞】Nogo蛋白；基因多態(tài)性；腫瘤

中圖分類號：R730文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2016.05.024

Nogo基因被命名為軸索生長抑制因子（Neurite growth inhibitor，又稱RTN4），由其編碼的Nogo蛋白是一種跨膜功能蛋白，屬于網(wǎng)狀蛋白家族成員之一。近年來，有關(guān)Nogo蛋白與疾病相關(guān)性研究成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。Nogo蛋白分布廣泛且具有抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）軸突再生和參與細(xì)胞凋亡等作用，因而Nogo蛋白在腫瘤細(xì)胞發(fā)生發(fā)展中可能起一定的作用[1～2]。單核苷酸多態(tài)性（SNP）主要是指在基因組序列中由單個(gè)堿基的變化引起的一種DNA序列的改變，是個(gè)體或群體間遺傳差異最重要的表現(xiàn)形式，在人類可遺傳變異中最為常見。研究SNPs有助于了解不同個(gè)體在各種疾病和腫瘤發(fā)生發(fā)展易感性中的差異。目前有關(guān)Nogo蛋白家族基因SNPs在腫瘤發(fā)病機(jī)制中的作用尚存爭議。因此，本文擬將Nogo蛋白對腫瘤發(fā)病機(jī)制的作用，及其SNP在腫瘤遺傳易感性的研究進(jìn)展予以簡要綜述。

1Nogo蛋白的生物學(xué)特性

1.1Nogo蛋白發(fā)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)Caroni等[3]首次在大鼠和小雞的CNS髓磷脂中將Nogo蛋白分離并對其純化，發(fā)現(xiàn)含分子量為35 kD和250 kD，對神經(jīng)元突起生長具有顯著的抑制作用，并將它們命名為NI 35和NI 250；2000年Chen等[4]在Nature上發(fā)表了一篇文章，利用序列探針從大鼠cDNA庫獲得到關(guān)于Nogo的cDNA，通過DNA測序、Northern印跡等提出Nogo基因至少編碼三種蛋白，即NogoA、NogoB和NogoC。

人類Nogo基因位于染色體2p16，長度約75 kb[5]，由14個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子組成，外顯子的長度范圍為47 bp～2400 bp，內(nèi)含子為199 bp～37 KB[6]。Nogo蛋白由RTN4（基因）編碼，真核mRNA的 3UTR具有調(diào)節(jié)基因的表達(dá)、翻譯起始、mRNA的穩(wěn)定性和亞細(xì)胞定位的功能[7～9]。Nogo基因通過不同的啟動子和mRNA剪接形成三種蛋白產(chǎn)物：NogoA、NogoB、NogoC，這三種Nogo蛋白共享一個(gè)高度保守的含188個(gè)氨基酸的C端結(jié)構(gòu)域[10]，其2個(gè)疏水跨膜區(qū)之間存在一個(gè)短的Nogo66環(huán)[11]，三者N末端結(jié)構(gòu)域長度則不同，且均缺乏ER易位的信號序列。NogoA蛋白由1192個(gè)氨基酸組成，其包含1024個(gè)氨基酸殘基組成的胞間結(jié)構(gòu)域、7個(gè)N糖基化位點(diǎn)、2～3個(gè)跨膜區(qū)域和43個(gè)氨基酸殘基組成的羧基端。其中NogoA還有3個(gè)獨(dú)立的功能區(qū)：N末端功能區(qū)、C末端 Nogo66環(huán)、特異區(qū)域。前兩個(gè)均具有抑制成纖維細(xì)胞生長的作用，而特異性區(qū)域的抑制作用更加廣泛，如抑制神經(jīng)元生長、腫瘤細(xì)胞遷移、錐體生長區(qū)斷裂等。NogoB蛋白由373個(gè)氨基酸殘基組成，其5UTR（未翻譯區(qū)域）長度為244 bp，上游缺乏起始密碼子（uAUG），因而未能識別出典型的5TOP序列[12]。研究表明NogoB蛋白的N末端和C末端處于無組織狀態(tài)，這可使其具有雙向功能的特點(diǎn)：一是參與中樞神經(jīng)再生、細(xì)胞凋亡、血管重過程細(xì)胞信號處理；二是維持膜相關(guān)的結(jié)構(gòu)[13]。NogoC蛋白則含199個(gè)氨基酸，由6個(gè)內(nèi)含子和7個(gè)外顯子構(gòu)成，其有一個(gè)可變的氨基末端區(qū)域。

1.2Nogo蛋白表達(dá)分布及生理功能NogoA在中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布，主要表達(dá)于少突膠質(zhì)細(xì)胞、髓鞘循環(huán)和一些神經(jīng)元群體[14，15]。其生理功能不僅抑制CNS軸突再生和腫瘤細(xì)胞的遷移，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，而且在脊髓損傷、脫髓鞘病、缺氧缺血性腦損傷中可中和抗體或受體，提高再生和可塑性，對改善功能預(yù)后具有促進(jìn)作用[16]。有研究表明NogoA的Nogo66環(huán)與其受體NgR結(jié)合后轉(zhuǎn)移到p75/RhoA/ROCK激活cAMP引起細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而抑制神經(jīng)元生長和結(jié)構(gòu)的重塑性。NogoA可通過三種方式與NgR結(jié)合：（1）完整少突膠質(zhì)的Nogo66結(jié)合損傷神經(jīng)元的NgR，即細(xì)胞細(xì)胞方式。（2）受損少突膠質(zhì)脫落的Nogo66結(jié)合損傷神經(jīng)元的NgR，即細(xì)胞細(xì)胞膜方式。（3）完全溶解的少突膠質(zhì)細(xì)胞上釋放出NogoA的N端和可溶性的Nogo66結(jié)合其受體，發(fā)揮更強(qiáng)的抑制作用[17]。NogoB分布在中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)，還見于血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和炎癥細(xì)胞等。其生理功能為抑制CNS軸突再生，參與血管損傷后修復(fù)、肝臟纖維化的組織修復(fù)、炎癥性疾病的調(diào)控及腫瘤細(xì)胞凋亡等[18]。有研究通過靶向NogoB的siRNA使血管內(nèi)皮細(xì)胞NogoB表達(dá)下調(diào)，可抑制內(nèi)皮細(xì)胞鈣黏蛋白發(fā)生磷酸化，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞遷移能力下降。這表明了NogoB蛋白可影響白細(xì)胞向炎癥部位趨化，從而參與炎癥調(diào)控[19]。此外，NogoB的表達(dá)下調(diào)可抑制PDGF誘導(dǎo)的原發(fā)性支氣管平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移，增加細(xì)胞收縮性；而通過NogoB敲除發(fā)現(xiàn)ARPC 2/3下降，肌球蛋白輕鏈9亞型（myl9）增加。表明NogoB可影響ARPC 2/3和myl9參與氣道平滑肌細(xì)胞的收縮和遷移[20]。亦有研究發(fā)現(xiàn)NogoB蛋白水平在肝纖維化中顯著升高，可促進(jìn)肌成纖維細(xì)胞中TGFβ/Smad2信號通路的激活，調(diào)控肝組織纖維化的修復(fù)[21]。NogoC主要分布于CNS的星形膠質(zhì)細(xì)胞及分化后的神經(jīng)元，還分布于骨骼肌及脂肪細(xì)胞，少量分布于心臟。NogoC 的生理功能在抑制神經(jīng)再生、介導(dǎo)細(xì)胞凋亡及參與腫瘤發(fā)生等過程中起重要作用[22]。

2Nogo蛋白與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)性

迄今已有研究表明，NogoA，NogoB和NogoC蛋白在腫瘤細(xì)胞凋亡中扮演著重要的角色[23]。因此，進(jìn)一步研究Nogo蛋白在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的機(jī)制，有助于研究某些腫瘤靶向治療及有望尋求防治腫瘤方法或干預(yù)手段。

2.1NogoA與腫瘤相關(guān)性學(xué)者Kuhlmann T等[24]通過免疫組織化學(xué)研究檢測NogoA蛋白在少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤、星狀細(xì)胞瘤和室管膜細(xì)胞瘤中的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)了NogoA蛋白在少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤中高度表達(dá)，而在星狀細(xì)胞瘤和室管膜細(xì)胞瘤中則相反，并提出NogoA蛋白可作為一種新型標(biāo)志物，可用于鑒別少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤與其他亞型的神經(jīng)膠質(zhì)瘤。但部分學(xué)者則認(rèn)為，在少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤腫瘤標(biāo)志物的檢測中，NogoA蛋白可作為輔助免疫組化標(biāo)記，但不作為一種特異性腫瘤標(biāo)志物[25]。Xiong NX等[26]研究發(fā)現(xiàn)NogoA在少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤中的表達(dá)與該腫瘤的惡性程度呈負(fù)相關(guān)。Jin等[27]研究表明NogoA在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的過度表達(dá)可通過改變Rho活性和絲切蛋白磷酸化，使得膠質(zhì)瘤U87MG細(xì)胞遷移和侵襲能力下降，故證實(shí)NogoA是膠質(zhì)瘤細(xì)胞的遷移及侵襲的負(fù)調(diào)節(jié)因子。Hao CQ等[28]采用一種改進(jìn)的慢病毒載體介導(dǎo)NogoA靶向RNA干擾， 通過促進(jìn)G2/M細(xì)胞周期阻滯和凋亡機(jī)制，繼而抑制肝癌SMMC 7721細(xì)胞增殖，因此提出 NogoA有望成為肝癌治療的靶分子。

2.2NogoB與腫瘤相關(guān)性國內(nèi)學(xué)者韓丁丁[29]研究發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞不斷增殖形成的缺氧環(huán)境會導(dǎo)致NogoB的高度表達(dá)，使得肝癌組織內(nèi)血管形成促進(jìn)了肝癌的發(fā)展。劉策等人[30]實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)NogoB的表達(dá)與膠質(zhì)瘤惡性程度呈負(fù)相關(guān)，其機(jī)制可能是NogoB具有促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的功能，提示NogoB參與膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展，可作為判斷膠質(zhì)瘤惡性程度的輔助指標(biāo)。國外學(xué)者Kuang E等[31]研究認(rèn)為NogoB的過度表達(dá)可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及其特殊的信號通路引起細(xì)胞凋亡。Xiao W等[32]認(rèn)為NogoB蛋白表達(dá)增加與宮頸癌轉(zhuǎn)移程度具有相關(guān)性，他們用體外培養(yǎng)的宮頸癌Hela細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，NogoB蛋白結(jié)合Fibulin5可促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移，這一結(jié)論有助于治療宮頸癌轉(zhuǎn)移性拮抗劑的開發(fā)。Wang B等[33]研究表明NogoB及其受體在乳腺癌侵襲性導(dǎo)管瘤中高度表達(dá)，高表達(dá)的NogoB蛋白受體可通過雌激素依賴性的方式促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長和分裂，并揭示其有望成為乳腺浸潤性導(dǎo)管癌的一個(gè)新的潛在的診斷標(biāo)志物。Li等[34]研究表明NogoB異位表達(dá)導(dǎo)致廣泛的腫瘤細(xì)胞凋亡，其不對稱mRNA在小細(xì)胞肺癌中的表達(dá)受到抑制，提示該基因與人類癌癥之間有一定聯(lián)系，并且可能適用于癌癥的基因治療。但目前關(guān)于NogoB促使腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制尚存爭議。

2.3NogoC與腫瘤相關(guān)性Chen Y等[14]首次發(fā)現(xiàn)人類NogoC在HEK293細(xì)胞中表達(dá)可激活JNKcJun途徑，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。但針對NogoC激活JNKcJun通路的機(jī)制還有待研究。Xing Liu等[35]用近70例肝癌標(biāo)本與對應(yīng)的正常組織相比，NogoC表達(dá)出現(xiàn)下降，可能與腫瘤大小和預(yù)后較差相關(guān)，并提出在肝癌細(xì)胞中過度表達(dá)的NogoC降低腫瘤細(xì)胞的生長和集落形成。這些結(jié)果表明NogoC有助于抑制肝癌細(xì)胞生長，可作為肝癌細(xì)胞的一種抑癌基因。目前NogoC在其他腫瘤的表達(dá)情況及其作用機(jī)制的研究比較欠缺。

3Nogo蛋白家族基因SNPs與腫瘤遺傳易感性

近年來RTN4基因3UTR多態(tài)性是許多研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。Shi S等[36]采用聚合酶鏈反應(yīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳（PCRPAGE）確定336例宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者和450例正常對照者RTN4 基因3UTR的TATC和CAA多態(tài)位點(diǎn)的基因型，結(jié)果顯示RTN4基因3UTR的TATC和CAA插入/缺失多態(tài)性與宮頸鱗狀細(xì)胞癌的臨床分期有關(guān)，且有助于宮頸癌易感性。Zhang K等[37]進(jìn)行 RTN4 基因3UTR的TATC（rs71682890）和CAA（rs34917480）多態(tài)性基因分型，結(jié)果顯示RTN4基因3UTR遺傳變異與子宮肌瘤易感性有關(guān)聯(lián)，其CAA插入等位基因純合子攜帶者患子宮肌瘤風(fēng)險(xiǎn)增高。但因樣本量較小使調(diào)查結(jié)果仍存在一定的局限性，為了確認(rèn)這種關(guān)聯(lián)性仍需進(jìn)一步探究。Lu DeYi等[38]認(rèn)為RTN4基因的SNPs不僅可影響轉(zhuǎn)錄和翻譯的效率，而且與癌癥易感性相關(guān)，其對411例非小細(xì)胞肺癌患者和471名非相關(guān)健康對照組進(jìn)行病例對照研究，結(jié)果表明在中國人群中位于RTN4基因3UTR的CAA插入/缺失多態(tài)性（rs34917480）會增加非小細(xì)胞肺癌風(fēng)險(xiǎn)，這種關(guān)聯(lián)對老年男性和吸煙者更明顯，可能是這些因素都會影響該SNPs位點(diǎn)。進(jìn)一步提出RTN4基因3UTR多態(tài)性可作為分子標(biāo)志物用于檢測惡性腫瘤，但這種多態(tài)性對非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展機(jī)制尚有待研究。

4小結(jié)

綜上所述，近年來對Nogo蛋白的生物學(xué)特性進(jìn)行了許多研究，發(fā)現(xiàn)Nogo蛋白及其基因多態(tài)性與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。NogoA蛋白通過改變Rho活性和絲切蛋白磷酸化使膠質(zhì)瘤U87MG細(xì)胞遷移和侵襲能力下降，在肝癌中促進(jìn)G2/M細(xì)胞周期阻滯和凋亡抑制SMMC7721細(xì)胞增殖等；NogoB通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和其特殊的信號通路引起細(xì)胞凋亡，在肝癌中使組織內(nèi)血管形成促進(jìn)肝癌的發(fā)展等；NogoC則激活JNKcJun途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。RTN4基因3UTR多態(tài)性可促進(jìn)宮頸癌、子宮肌瘤、非小細(xì)胞肺癌等腫瘤遺傳易感性。目前Nogo蛋白對腫瘤研究范圍仍存在一定局限性，特別是其家族基因SNPs與鼻咽癌發(fā)病機(jī)制的相關(guān)性研究未見報(bào)道。因此，我們今后應(yīng)進(jìn)一步研究Nogo蛋白家族基因SNPs與各種腫瘤發(fā)病機(jī)制及遺傳易感性的相關(guān)性，探索腫瘤致病分子機(jī)理，有助于確認(rèn)新的易感基因，給臨床提供腫瘤診治的新靶點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[1]Teng FY，Tang BL.Nogo/RTN4 isoforms and RTN3 expression protect SHSY5Y cells against multiple death insults[J].Mol Cell Biochem，2013，384（12）：719.

[2]Chiurchiù V，Maccarrone M，Orlacchio A.The role of reticulons in neurodegenerative diseases[J].Neuromolecular Med，2014，16（1）：315.

[3]Caroni P，Schwab ME.Two membrane protein fractions from rat central myelin with inhibitory properties for neurite growth and fibroblast spreading[J].J CellBiol，1988，106（4）：12811288.

[4]Chen MS，Huber AB，Haar ME，et al.NogoA is a myelin associated neurite outgrowth inhibitor and an antigen for monoclonal antibody IN1[J].Nature，2000，403（6768）：434439.

[5]Oertle T，Schwab ME.Nogo and its partner[J].Trends Cell Biol，2003，13（4）187194.

[6]Oertle T，Huber C，van der Putten H，etal.Genomic structure and functional characterisation of the promoters of human and mouse nogo/rtn4[J].J Mol Biol，2003，325（2）：299323.

[7]Gray NK，Wickens M.Control of translation initiation in animals[J].Annu Rev Cell Dev Biol，1998（14）：399458.

[8]Jansen RP.mRNA localization：message on the move[J].Nat Rev Mol Cell Biol，2001，2（4）：247256.

[9]Mitchell P，Tollervey D.mRNA turnover[J].Curr Opin Cell Biol，2001，13（3）：320325.

[10]Yang YS，Strittmatter SM.The reticulons：a family of proteins with diverse functions[J].Genome Biol，2007，8（12）：234.

[11]Fournier AE，GrandPre T， Strittmatter SM.Identification of a receptor mediating Nogo66 inhibition of axonal regeneration[J].Nature，2001，409（6818）：341346.

[12]Meyuhas O.Synthesis of the trans lational apparatusis regulate dat thetrans lational level[J].Eur J Bio chem，2000，267（21）：63216330.

[13]Chong S，Rosenberg SS，F(xiàn)ancy S P，et a1.Neurite outgrowth inhibitor NogoA establishes spatial segreg ation and extent of oligodendrocyte myelination[J].Proc Natl Acad Sci USA，2012，109（4）：12991304.

[14]Chen Y，Tang X，Cao X，et al.Human NogoC overexpression induces H EK293 cell apoptosis via amechanism that involves JNKCJun pathway[J].Biochem Biophys Res Commun，2006，348（3）：923928.

[15]Chen Y，Tang X，Zhang X，et al.New mutations of NogoC inhepatocellular carcinoma[J].Mol Biol Rep，2009，36（2）：377380.

[16]趙紅洋， 朱薇薇， 王金麗. NogoA蛋白及Nogo受體抑制劑防治中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究進(jìn)展[J].中國當(dāng)代醫(yī)藥，2011，18（36）：19201927.

[17]Ng CE，Tang BL.Nogos and the Nogo66 receptor family member，TROY，is a coreceptor with Nogo receptor in mediating the inhibitory activity of myelin inhibitors[J].Neuron，2005，45（3）：345351.

[18]胥武劍，沈國慶，李強(qiáng).NogoB的生物學(xué)功能[J].生理學(xué)報(bào)，2013，65（4）： 445450.

[19]Di Lorenzo A，Manes TD，Davalos A，et al.Endothelial reticulon4B（NogoB） regulates ICAM1mediated leukocyte transmigration and acute inflammation[J].Blood，2011，117（7）：22842295.

[20]Wujian Xu，Weijun Hong，Yan Shao，et al.NogoB regulates migration and contraction of airway smooth muscle cells by decreasing ARPC2/3 and increasing MYL9 expression[J].Respiratory Research，2011（12）：14.

[21]Zhang D，Utsumi T，Huang HC，et al.Reticulon 4B （NogoB） is a novel regulator of hepatic fibrosi[J].Hepatology，2011，53（4）：13061315.

[22]Kim JE，Bonilla IE，Qiu D，et al.NogoC is sufficient to delaynerve regeneration [J].Mol Cell Neurosci，2003，23（3）：451459.