Kaiso生物學功能及其與肺癌發(fā)生發(fā)展關系的研究進展

王亞男，曹洋(廣州中醫(yī)藥大學，廣州50000；廣州中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院)

Kaiso屬于鋅指蛋白超家族(POZ-ZF)中BTB/POZ轉錄因子家族中的成員之一，其編碼基因為ZBTB33，位于Xq23，相對分子質量為97 kD。部分POZ-ZF家族成員可通過鋅指結構識別特定的DNA序列，阻止腫瘤的發(fā)展進程或有助于正常發(fā)育的基因轉錄[1]。在POZ-ZF家族中僅有Kaiso可雙重識別DNA序列的蛋白，可識別特殊序列的共同位點(TCCTGCnA)和Cp寡聚核苷酸基序兩個不同序列的成員[2]。肺癌是嚴重危害人類健康的惡性腫瘤之一。70%～80%的肺癌確診時已屬晚期，預后較差。肺癌難治的根源在于腫瘤細胞的惡性生物學行為——侵襲與轉移。肺癌的復發(fā)、轉移與預后密切相關。目前研究結果顯示，P120連環(huán)蛋白(P120ctn)與腫瘤細胞黏附、浸潤密切相關，且P120ctn協(xié)助其最重要的結合伴侶分子Kaiso參與腫瘤侵襲、轉移過程[3]。本文對Kaiso的生物學功能及其與肺癌發(fā)生發(fā)展的關系作一綜述。

1 Kaiso的生物學功能

研究發(fā)現(xiàn)，Kaiso在人體中發(fā)揮著非常復雜的生物學功能，甚至在不同的動物體、體內外及不同的腫瘤組織中，Kaiso發(fā)揮著不同的甚至相悖的生物學功能[4，5]。其生物學功能通過識別兩種不同的基因序列實現(xiàn)的[6]。

1.1 Kaiso與P120ctn的相互作用 P120ctn是Armadillo連環(huán)蛋白家族的重要成員，可與上皮-鈣黏蛋白結合形成黏附蛋白-連環(huán)蛋白復合物，在細胞黏附過程中起重要作用[7]。Kaiso的C-端為C2H2的鋅指結構域，可與P120ctn結合；P120ctn也是惟一可與Kaiso結合的蛋白[8]。P120ctn通過不同的剪切方式可以分為四種亞型，其中亞型1與亞型3都能夠對Kaiso的表達和定位產生影響，而只有亞型3可通過與Kaiso結合直接對其核轉運產生作用[9]。P120ctn有與Kaiso特異性結合的位點，因而其與Kaiso的結合競爭性地抑制了Kaiso與其他靶基因的結合，從而解除了Kaiso的抑制作用[7，10]。因而P120ctn的特異性改變會對Kaiso的表達和定位產生影響。研究發(fā)現(xiàn)，P120ctn在細胞核內大量聚集，可對Kaiso產生抑制作用及阻止形成具有侵襲性的Wnt信號通路；而Kaiso調節(jié)β-連環(huán)蛋白(β-catenin)/T細胞因子4(TCF-4)的靶基因[11]。說明Kaiso與P120ctn均為Wnt信號通路的直接作用因子。

1.2 Kaiso與Wnt信號通路的相互作用 Wnt信號通路分為經(jīng)典型與非經(jīng)典型信號通路，是機體內調節(jié)基礎胚胎軸建立與決定細胞分化的早期信號通路之一。其中經(jīng)典型Wnt信號通路的異常激活被認為與腫瘤發(fā)展密不可分。β-catenin是細胞內結構蛋白，相對分子質量為92～95 kD。β-catenin可穿梭到核內，調控基因表達，從而激活Wnt通路[12]。目前通過Kaiso發(fā)揮抑制腫瘤細胞凋亡作用的基因有cyclin D1、MTA2、matrilysin(MMP7)、mS100A4、Siamois、xWnt11及發(fā)揮其結合后激活子作用的Rapsyn。這其中包括經(jīng)典Wnt途徑的靶基因及非經(jīng)典型Wnt途徑靶基因。Siamois基因是器官形成、脊椎動物模型中的重要標志物，有Kaiso共同序列中心，也是β-catenin/TCF目標基因。研究證實，Kaiso對β-catenin/TCF有抑制作用[13～15]。研究表明，Kaiso可抑制Siamois基因表達，從而正向調控Wnt/β-catenin活動通路[16]。然而有研究得出了與此相反的結論。激素誘導的Kaiso融合蛋白(xKaiso-GR)可在復雜的胚胎中發(fā)揮作用，并且可更好地檢測Kaiso表達升高對Wnt信號通路的作用。通過胚胎層面有關原癌基因的相關實驗發(fā)現(xiàn)，失去范圍移位能力的xKaiso-GR可抑制原腸胚的形成[17]；進而證明Kaiso以負向調節(jié)Wnt/β-catenin通路。以上研究得出Kaiso對Wnt/β-catenin信號通路有兩種截然不同的作用。由此推測，Kaiso對于Wnt/β-catenin信號通路是條件調節(jié)因子。然而Kaiso通過何種機制產生不同的調節(jié)作用仍未可知。

2 Kaiso與肺癌的關系

肺癌由于有較強的侵襲和轉移能力，因而惡性程度較高。在肺癌發(fā)展進程的早期，黏蛋白分子的紊亂和細胞間黏附作用的損傷可能與其有密切關系[18]。既往已有相關研究證明，Kaiso與肺癌的發(fā)生發(fā)展有密切關系。劉樹立等[19]研究結果表明，肺癌組織中的Kaiso蛋白表達高于正常肺組織；同時，Kaiso在胞質中的陽性表達與肺癌患者的惡性表型和不良預后有關。

有關Kaiso影響肺癌發(fā)生發(fā)展的相關機制目前仍不明確。目前已有研究表明，Kaiso的定位與肺癌有密切關系且受P120ctn的影響。研究證實Kaiso在哺乳動物的細胞核中[20]。Kelly等[21]研究表明，Kaiso存在1個高度保守的核定位信號(NLS)，且在不同物種間高度保守；然而在人正常組織及腫瘤組織中Kaiso大多定位于細胞質，在細胞核中表達很少甚至不表達。因而推測Kaiso與P120ctn類似，也存在著核穿梭現(xiàn)象。而且Kaiso的細胞質定位總伴隨著P120ctn的細胞質表達。有研究結果表明，P120ctn的定位與細胞的侵襲能力有關。當P120ctn進入細胞核時，細胞核的侵襲能力顯著提高。其作用機制可能是P120ctn進入細胞核與Kaiso結合形成復合物，增加了惡性表型靶基因(MMP7和MTA)的表達[22]。Kaiso與P120ctn的結合能力與P120ctn的磷酸化尤其是絲蘇氨酸的磷酸化有關[23]。Kaiso與P120ctn結合后減弱了其對Siamois基因的抑制作用，從而促進了肺癌的侵襲、轉移；而P120ctn與Kaiso有直接作用的是P120-catenin亞型3，該亞型P120ctn可通過調控Kaiso的核輸出從而影響Kaiso的亞細胞定位，從而影響肺癌的侵襲和轉移[24]。戴順東等[25]的研究表明，肺癌組織細胞質中Kaiso及P120ctn的共同表達與正常肺組織比較有統(tǒng)計學意義，并可檢測到P120-Kaiso復合物的存在，復合物與TNM分期及淋巴結轉移有關。然而，目前Kaiso細胞定位相關機制仍存在許多問題。

目前也有研究顯示，Kaiso的表達量與肺癌的惡性程度及不良預后有關。劉樹立等[19]通過下調Kaiso的表達，發(fā)現(xiàn)肺癌細胞增殖活性和侵襲能力增強，其原因可能與Kaiso對上皮-鈣黏蛋白介導的細胞黏附和信號轉導通路起調節(jié)作用有關。有研究證明，β-catenin的轉錄是通過Kaiso與β-catenin啟動子區(qū)域甲基化的Cp G雙核苷酸序列來調節(jié)的，進而對肺癌的發(fā)生發(fā)展產生影響[26]。目前已知Kaiso對Wnt/β-catenin信號通路有雙向調節(jié)作用，高表達或缺失都會對β-catenin產生抑制作用，然而其作用機制仍需進一步探討。

δ-鈣黏蛋白是P120蛋白家族中的一員，并被認為只在大腦組織中表達[27]。然而后來研究發(fā)現(xiàn)，δ-鈣黏蛋白在多種組織中出現(xiàn)高表達，并且與腫瘤轉移、侵襲密切相關。趙月等[28]研究發(fā)現(xiàn)，δ-鈣黏蛋白在肺癌組織中高表達，且與TNM分期、預后密切相關。雖然目前相關機制仍未完全明了，但已有研究結果顯示，δ-鈣黏蛋白可進入細胞核與Kaiso結合發(fā)揮調控基因表達的作用，從而影響肺癌的侵襲、轉移[29]。

Wnt通路的異常活化對腫瘤的生物學行為有影響。目前已有研究結果表明，Kaiso可通過抑制Wnt通路靶基因MMP-7的轉錄從而對肺癌轉移和侵襲起到抑制作用[30]。cyclin D1是Wnt通路的靶基因之一，在細胞周期的調節(jié)過程中發(fā)揮作用，而Kaiso對腫瘤的增殖也是通過阻礙細胞周期而發(fā)揮作用[31]。韓麗華等[32]研究證實，Kaiso能夠直接結合cyclin D1啟動子區(qū)KBS，抑制cyclin D1轉錄，導致細胞增殖能力下降，G0/G1期比例升高，S期比例下降。從而推斷Kaiso通過下調cyclin D1轉錄，抑制肺惡性腫瘤細胞增殖和周期進程。

總之，雖然目前有關Kaiso與肺癌發(fā)生發(fā)展的關系研究相對較少，但Kaiso確與肺癌的發(fā)生發(fā)展有密切的聯(lián)系，其定位及表達水平對肺癌的轉移和侵襲有一定程度的影響。然而Kaiso究竟通過何種機制發(fā)揮作用，目前尚無定論，還需進一步研究探索。

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