hARD1基因與大腸癌診治展望

摘要：大腸癌對(duì)人類生存威脅逐年上升，大腸癌細(xì)胞凋亡通道的調(diào)控是對(duì)其診斷、治療開拓新的方法，hARD1基因近年來受到廣泛重視和研究，發(fā)現(xiàn)其在多種腫瘤疾病中出現(xiàn)異常表達(dá)，且與腫瘤的增值、分化、凋亡代謝等方面關(guān)系密切。本文主要探討hARD1基因與癌細(xì)胞凋亡相關(guān)研究的分析，并對(duì)hARD1對(duì)腫瘤治療和診斷等方面提進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：大腸癌、hARD1基因、細(xì)胞凋亡、乙酰化作用

大腸癌（colorectal cancer CRC）是常見的消化系統(tǒng)腫瘤，全球每年新發(fā)病例約120萬[1]，因中國(guó)地區(qū)飲食結(jié)構(gòu)、生活習(xí)慣等多方面因素影響，發(fā)病率和死亡率出現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，且患病年齡明顯提前，相較歐美地區(qū)提前10余年?，F(xiàn)今大腸癌缺乏早期診斷方法及術(shù)后治療靶點(diǎn)，晚期癌癥患者預(yù)后差，因此本文通過探討大腸癌細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制和hARD1對(duì)細(xì)胞凋亡的影響，進(jìn)而探討大腸癌治療前景。

1.凋亡途徑及凋亡因子概述

大腸癌的發(fā)生是一個(gè)多階段多步驟的、涉及多個(gè)基因改變的復(fù)雜過程。大腸癌的發(fā)生與飲食、慢性炎癥和遺傳因素相關(guān)，還與細(xì)胞凋亡（apoptosis）密切相關(guān)。細(xì)胞凋亡是機(jī)體細(xì)胞的一種程序化死亡過程[2]，該過程受相關(guān)基因調(diào)控，在正常生理活動(dòng)中抑制或促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。因此，細(xì)胞凋亡的調(diào)控對(duì)于大腸癌及其它腫瘤細(xì)胞的發(fā)生及發(fā)展有巨大影響。

細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制主要包括以下幾種途徑：死亡受體介導(dǎo)細(xì)胞凋亡途徑；線粒體介導(dǎo)細(xì)胞凋亡途徑；粒酶介導(dǎo)細(xì)胞凋亡途徑；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)細(xì)胞凋亡途徑；Anoiki介導(dǎo)細(xì)胞凋亡途徑。[3]大量研究表明，死亡受體介導(dǎo)細(xì)胞凋亡途徑和線粒體介導(dǎo)細(xì)胞凋亡途徑是兩條介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的主要通路，其介導(dǎo)凋亡通路可被相關(guān)凋亡因子調(diào)控。包括促進(jìn)凋亡發(fā)生：Bcl-2、BCL-w、Mcl-1等；抑制凋亡發(fā)生：Bax、Bad、Bid等。

2.hARD1作用機(jī)制概述

2.1作用機(jī)制

hARD1是一種N-乙酰基轉(zhuǎn)移酶（N-acetyltransferase，NAT），hARD1是酵母N2乙酰基轉(zhuǎn)移酶基因ARD1的人類同源基因，它與NAT1基因結(jié)合成為NatA復(fù)合體，對(duì)細(xì)胞內(nèi)多種蛋白的乙?；嚓P(guān)[4]。hARD1編碼的蛋白與N-乙?；D(zhuǎn)移酶NATH結(jié)合形成具有乙?；D(zhuǎn)移酶活性的復(fù)合物，發(fā)揮蛋白質(zhì)N-a乙?；呋δ茉摶蚨ㄎ挥谌巳旧wxq28區(qū)域，全場(chǎng)5019bp，含有7個(gè)外顯子，編碼235個(gè)氨基酸，蛋白質(zhì)分子預(yù)測(cè)量為26.5KD[5]。hARD1廣泛表達(dá)于人體多種組織，包括腦、心、肝、骨骼肌、腸、脾、腎等[6]，在細(xì)胞水平上，主要表達(dá)于胞漿中，在胞核中只有微量表達(dá)[7，8]。

2.2相關(guān)研究進(jìn)展

（1）hARD1與凋亡研究進(jìn)展

ARNESEN等[9]研究發(fā)現(xiàn)，柔紅霉素（daunorubicin，DNR）誘導(dǎo)Hela細(xì)胞等多種細(xì)胞凋亡時(shí)，觀察ARD1發(fā)生裂解，再次應(yīng)用siRNA抑制ARD1表達(dá)，細(xì)胞在低濃度DNR誘導(dǎo)下即發(fā)生凋亡，即在hARD1表達(dá)被抑制時(shí)，可明顯促進(jìn)細(xì)胞凋亡發(fā)生。XU等[10]研究發(fā)現(xiàn)，ARD1通過RelA/p65來調(diào)節(jié)髓細(xì)胞白血病-1基因（myeloid cell leukemia-1，MCL1）的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)細(xì)胞凋亡進(jìn)行調(diào)控。PARK等[11]研究發(fā)現(xiàn)，通過RNA干擾技術(shù)抑制ARD1表達(dá)，可以使多柔比星失去誘導(dǎo) NF-κ活性；相反，ARD1的高表達(dá)可以加強(qiáng)其誘導(dǎo)活性。免疫熒光實(shí)驗(yàn)揭示 ARD1 通過乙?；D(zhuǎn)移酶區(qū)域和核糖體滅活蛋白1（ribosome inactivating protein 1，RIP1）反應(yīng)，ARD1 的 N-端和乙?；D(zhuǎn)移酶區(qū)域是多柔比星誘導(dǎo)NF-κ活性通路所必須的。ARD1與RIP1的反應(yīng)在DNA損傷誘導(dǎo)NF-κ通路有著重要作用，ARD1的活性和其位于胞核中對(duì)該通路發(fā)生有著重要意義。

（2）hARD1與大腸癌研究進(jìn)展

REN等[12]發(fā)現(xiàn)在50例大腸癌組織標(biāo)本中，其中41例hARD1蛋白呈高表達(dá)，對(duì)應(yīng)50例正常標(biāo)本中，僅12例標(biāo)本出現(xiàn)hARD1蛋白低水平表達(dá)，另有20例結(jié)腸炎組織標(biāo)本中hARD1蛋白未檢出。同時(shí)，在6株大腸癌細(xì)胞系中，hARD1在mRNA和蛋白水平均出現(xiàn)高表達(dá)，進(jìn)而總結(jié)hARD1可能為大腸癌的診斷提供新靶點(diǎn)。白松等[13，14]研究發(fā)現(xiàn)，hARD1在正常大腸組織、大腸腺瘤、大腸癌組織中表達(dá)水平由低到高呈現(xiàn)，其中hARD1在正常大腸組織中基本不表達(dá)，同時(shí)提出hARD1的表達(dá)與大腸癌的分化有關(guān)，其表達(dá)水平在人大腸高分化腺癌中明顯高于中低分化腺癌，在中低分化腺癌中高于粘液腺癌，可得出hARD1的表達(dá)水平與惡性程度呈負(fù)相關(guān)。

3.展望

hARD1 作為一種乙酰基轉(zhuǎn)移酶，承擔(dān)蛋白質(zhì)乙?；氊?zé)，在細(xì)胞增殖、凋亡、分化、代謝等方面，發(fā)揮著不可或缺的作用。hARD1乙?；毡榘l(fā)生于真核生物的各種蛋白質(zhì)中， 屬于轉(zhuǎn)譯后修飾， 在各種不同的真核生物蛋白質(zhì)中大約85%存在乙?；揎棧?它對(duì)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和活性產(chǎn)生重大影響[15]。hARD1的表達(dá)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，但具體影響機(jī)制仍未明確。已有大量研究證實(shí)，hARD1與許多信號(hào)分子相關(guān) 聯(lián)，如： 缺氧誘導(dǎo)因子-1α、β-catenin/cyclin D1、TSC2、肌球蛋白輕鏈激酶、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1/鈣粘蛋白E、核糖體滅活蛋白1等，這些反應(yīng)中，hARD1 充當(dāng)著催化乙酰轉(zhuǎn)移酶作用，這是hARD1表達(dá)對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和凋亡影響的體現(xiàn)。hARD1與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，這為尋找hARD1作用大腸癌細(xì)胞靶分子的研究提供了啟示， 同時(shí)也暗示細(xì)胞內(nèi)蛋白的乙?；c腫瘤的發(fā)生有密切關(guān)系， 為研究腫瘤發(fā)病機(jī)制提供了一條新的途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]翟榮林， 王國(guó)斌， 蔡開琳. 結(jié)直腸癌相關(guān)基因甲基化研究現(xiàn)狀和進(jìn)展.中華腫瘤防治雜志[J] 2008，15：556-558

[2]Howe HL，Wu X，Ries LA，Cokkinides V，Ahmed F，，Jemal A，et al.Annual repport to the nation on the status of cancer，1975-2003，featuring cancer among US Hispanic /Latino populations.Cancer[J]，107（8）：1711- 42.2006

[3]焦俊霞，高維娟.細(xì)胞凋亡的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究進(jìn)展.中國(guó)老年學(xué)雜志[J]，第三十卷，第六期：853-856頁.2010.

[4].Thomas Arnesen，Dave Anderson， Christian Baldersheim， Michel Lanotte， Jan E. Varhaug， Johan R. Lillehaug Biochem J. Identification and characterization of the human ARD1–NATH protein acetyltransferase complex. 386（Pt 3）：433–443.2005

[5].Meinnel T，Peynot P，Giglione C.Processed N-termini of mature proteins in higher eukaryotes and their major contribution to dynamic proteomics.Biochime[J]， 87（8）：701.2005.

[6].JEONGJ W，BAEM K，AHNM Y，et al.Regulation and destabilization of HIF-1α by ARD1-mediated acetylation.Cell[J]，002，111（5）：709-720.

[7].ARNESEN T，ANDERSON D，BALDERSHEIM C，et al. Identification and characterization of the human ARD1 - NATH protein acetyltransferase complex. Biochem[J]， 2005，86（Pt 3）：433-443.

[8].BILTONR，TROTTIERE，POUYSSEGURJ，et al.ARDent about acetylation and deacetylation in hypoxia signaling [J].Trends Cell Biol，2006，16（12）：616 -621.

[9].ARNESEN T，GROMYKO D，PENDINO F，et al.Induction of apoptosis in human cells by RNAi-mediated knockdown of hARD1 and NATH，components of the protein N-alpha-acetyltransferase complex[J].Oncogene，2006，25（31）：4350 -4360.

[10].XU H，JIANG B，MENG L，et al.N-α-Acetyltransferase 10 protein inhibits apoptosis through RelA/p65- regulated MCL1 expression[J].Carcinogenesis，012，33（6）：1193-1202.

[11].PARK J，KANAYAMA A，YAMAMOTO K，et al.ARD1 binding to RIP1 mediates doxorubicin-induced NF-κB activation [J].Biochem Biophys Res Communicat，2012， 422（2）：291- 297.

[12].REN T，JIANG B，JIN G，et al.Generation of novel monoclonal antibodies and their application for detecting ARD1 expression in colorectal cancer[J]. Cancer Lett，2008，264（1）：83-92.

[13].白松，邵佳發(fā)，王維琦，等.hARD1在人大腸腺癌中的表達(dá)及 與腫瘤分化的相關(guān)性[J].世界華人消化雜志[J]，2011，19（15）：1585-1590.

[14].白松，周媛媛，田風(fēng)，等.ARD1在人大腸腺癌細(xì)胞SW620、LS-174T 和 HCT-8 中的表達(dá).南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)[J]，2011，31（5）：914-916.

[15].Kouzarides T. Histone acetylases and deactylases in cell proliferation. Curr Opin Genet[J]，Dev，1999，9： 40?48.

作者簡(jiǎn)介：趙陽（1991.1-），男，漢族，籍貫：陜西西安人，昆明醫(yī)科大學(xué)第一臨床學(xué)院，15級(jí)在讀研究生，碩士學(xué)位，專業(yè)：外科學(xué)，研究方向：大腸腫瘤。