DEAD box-1在兒童常見腫瘤的研究進(jìn)展*

方 軍，丁輝陽，鄧 青，劉 潛

(贛南醫(yī)學(xué)院 1. 2016級(jí)碩士研究生，江西 贛州 341000)

1 DEAD box-1生物學(xué)特點(diǎn)

1.1DEADbox家族DEAD box蛋白是RNA解旋酶超家族重要成員，它最初的作用被認(rèn)為是改變RNA分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)。DEAD box家族蛋白有9個(gè)共同的保守區(qū)域(Q，Ⅰ，Ⅰa，Ⅰb，Ⅱ-Ⅵ)[1-2],在ATP結(jié)合/水解過程中發(fā)揮重要作用。其中最有代表性意義的Ⅱ區(qū)存在特定氨基酸序列——D(asp)-E(glu)-A(ala)-D(asp)，可以與ATP酶結(jié)合，并參與ATP結(jié)合、水解及RNA的解螺旋。Ⅰ序列和Ⅵ序列包含ATP結(jié)合位點(diǎn)，Ⅲ序列可能連接ATP水解酶并參與解旋酶的激活，目前推測(cè)Q序列可以調(diào)節(jié)ATP的結(jié)合、水解，序列Ⅰa，Ⅰb，Ⅳ，Ⅴ在RNA的聚合和解鏈過程中發(fā)揮重要作用[3-4]。

DEAD box蛋白在大多數(shù)生物中均可發(fā)現(xiàn)，從簡(jiǎn)單的病毒、細(xì)菌到復(fù)雜的動(dòng)植物。人類基因組中目前明確的有43種DEAD box蛋白被確定[5]。DEAD box蛋白家族成員參與RNA解鏈、RNA依賴性ATP酶的激活，能夠解開RNA鏈，包括DDX1、p68(DDX5)、vasa(DDX4)、An3(DDX3)、p54(DDX6)、Dbp5p(DDX19)[6]。然而，該家族蛋白結(jié)構(gòu)復(fù)雜，N端和C端結(jié)構(gòu)域存在差異，導(dǎo)致其具有多種不同的功能。DDX5和DDX17同源性高達(dá)90%，但N端和C末同源性分別占60%和30%[7]，從而表現(xiàn)出各自獨(dú)特的功能。盡管目前對(duì)DEAD家族蛋白的研究很多，但是對(duì)其生物功能仍然不清楚。目前認(rèn)為，DEAD家族蛋白可以促進(jìn)RNA特殊結(jié)構(gòu)的形成和RNA在細(xì)胞內(nèi)亞結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)運(yùn)[8]。有些DEAD box蛋白被認(rèn)為作為RNP酶參與RNA和蛋白質(zhì)的解聚。最近有研究發(fā)現(xiàn)，在果蠅體內(nèi)p68連接DEAD box蛋白，在基因沉默發(fā)揮重要作用[9,6]。

1.2DEADbox-1生物學(xué)功能DEAD box-1最初是在視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的兩種細(xì)胞系(Y79、RB522)的cDNA庫中通過差異篩選確定，隨后進(jìn)行RNA和DNA印跡分析表明，DEAD box-1隨著MYCN的擴(kuò)增而過多擴(kuò)增，DEAD box-1和MYCN均位于染色體2p24位點(diǎn)上，全長(zhǎng)39.41 kb，697 個(gè)氨基酸[10-11]。

DEAD box-1在所有組織和細(xì)胞系均有表達(dá)，但是在增殖期細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、神經(jīng)外胚層起源的細(xì)胞中表達(dá)更高。對(duì)組織生物信息分析中發(fā)現(xiàn)DEAD box-1 RNA在成人眼睛和大腦區(qū)域比其他組織含量高，在腫瘤細(xì)胞系研究中，除了視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤，在其他腫瘤組織中也存在DEAD box-1表達(dá)增高。最近研究表明DEAD box-1蛋白對(duì)microRNA和mRNA的表達(dá)起調(diào)控作用。

2 DEAD box-1與兒童腫瘤的關(guān)系

2.1DEADbox-1在兒童腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用DEAD box-1和MYCN的共擴(kuò)增在四種常見兒童腫瘤中出現(xiàn)：視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、腺泡狀橫紋肌肉瘤、髓母細(xì)胞瘤[12-13]。MYCN擴(kuò)增的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤和神經(jīng)母細(xì)胞瘤中，DEAD box-1 mRNA、DEAD box-1蛋白水平與MYCN水平存在強(qiáng)烈的相關(guān)性[14]。

MYCN擴(kuò)增的堿基對(duì)數(shù)量通常在30萬至1百萬。在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中通過對(duì)擴(kuò)增MYCN區(qū)域的基因分析，已經(jīng)確定了130kb的堿基序列。核心域在33個(gè)腫瘤中擴(kuò)增出32個(gè)，包括MYCN基因、5 kb DNA端?；颉?25 kb DNA著絲?；?。DEAD box-1位于MYCN基因核心擴(kuò)增區(qū)域外，距離端粒大約310 kb[15]。由于DNA的突變和重排通常發(fā)生在DNA擴(kuò)增區(qū)域，通常認(rèn)為這些基因的擴(kuò)增導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的過度生長(zhǎng)。MYCN擴(kuò)增的兒童腫瘤中DEAD box-1過度增加，DEAD box-1蛋白的增加，以上研究結(jié)果提示DEAD box-1在視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤和神經(jīng)母細(xì)胞瘤的發(fā)展中也發(fā)揮重要作用。

有研究表明，DEAD box-1蛋白本身可能具有致癌性。用DEAD box-1表達(dá)載體轉(zhuǎn)染至NIH3T3細(xì)胞，可以檢測(cè)到許多含有特殊標(biāo)記的轉(zhuǎn)染細(xì)胞，這些轉(zhuǎn)染細(xì)胞有的促進(jìn)裸鼠腫瘤生長(zhǎng)速率的增加，有的促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的錨定能力[16]。

2.2DEADbox-1在兒童腫瘤治療預(yù)后的意義腎母細(xì)胞瘤(Wilms' tumor，WT) 是兒童腎臟最常見惡性腫瘤，在兒童原發(fā)腹腔惡性腫瘤中居第二位，所有兒童惡性腫瘤中居第五位，占兒童腎臟腫瘤的95%。最近有研究報(bào)告一個(gè)先天性雙側(cè)腎母細(xì)胞瘤女性患者，父親8號(hào)染色體臂間倒位，根據(jù)家族史，可以確定這種異常與腎臟腫瘤之間沒有聯(lián)系。對(duì)病人進(jìn)行了微陣列比較基因組雜交技術(shù)(Array-CGH)檢測(cè)，以尋找另一種遺傳性易感腎母細(xì)胞瘤的遺傳來源，發(fā)現(xiàn)來自父親的2p24.3號(hào)染色體包括DEAD box-1和MYCN基因存在共擴(kuò)增現(xiàn)象[17]。

視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤在世界范圍內(nèi)是一種發(fā)病率相對(duì)較低的腫瘤，新生兒中發(fā)病率大約1/20 000。MYCN的擴(kuò)增大約出現(xiàn)在5%～15%的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤。有意義的是DEAD box-1伴隨MYCN基因共擴(kuò)增出現(xiàn)在4種視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的細(xì)胞系中。由于視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的治愈率非常高，手術(shù)是臨床上最常用的治療方法，因此很難區(qū)分MYCN或MYCN/DEAD box-1對(duì)治療的影響[18]。

神經(jīng)母細(xì)胞瘤是一種常見兒童惡性腫瘤，主要來源于神經(jīng)外胚層，占兒科腫瘤死亡總數(shù)的15%。約在25%的神經(jīng)母細(xì)胞瘤存在MYCN基因擴(kuò)增，并且和疾病的預(yù)后存在很強(qiáng)烈的相關(guān)性。神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者有5年生存率的大約為60%，而有MYCN基因擴(kuò)增的生存率低于30%。兩個(gè)早期的小樣本量的報(bào)道，顯示MYCN/DEAD box-1共擴(kuò)增的患者比MYCN擴(kuò)增的臨床預(yù)后更差。然而，近期大樣本量隊(duì)列研究表明，MYCN/DEAD box-1的共擴(kuò)增對(duì)疾病有更好的預(yù)后。2004年Weber等對(duì)98 例MYCN 擴(kuò)增NB 患兒進(jìn)行5年隨訪，其中65.3%患兒伴隨DEAD box-1擴(kuò)增，MYCN/DEAD box-1 共擴(kuò)增患兒生存率多在2年以上，且在隨后4年中伴有DEAD box-1擴(kuò)增患兒生存率是單獨(dú)MYCN擴(kuò)增患兒2倍以上[19]。在最近的另一篇報(bào)道，113例神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者中檢測(cè)到MYCN，DEAD box-1和NAG均存在擴(kuò)增和表達(dá)，平均18個(gè)月齡的患者，存在MYCN/DEAD box-1共表達(dá)而無MYCN/NAG共表達(dá)的患者預(yù)后較好[20]。以上數(shù)據(jù)可以推測(cè)，DEAD box-1的過表達(dá)，可能使疾病更易于治療，但是目前尚無大樣本的隨機(jī)對(duì)照臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一觀點(diǎn)，因此，關(guān)于DEAD box-1過表達(dá)對(duì)疾病的影響還需要進(jìn)行更多的探索和臨床研究。

3 展 望

DEAD box-1參與真核生物細(xì)胞內(nèi)與RNA結(jié)構(gòu)改變有關(guān)的活動(dòng)，其異常表達(dá)會(huì)影響RNA合成，進(jìn)一步影響蛋白質(zhì)的生成及細(xì)胞的生物學(xué)表現(xiàn)。此外，DEAD box-1參與調(diào)控致癌基因或抑癌基因的表達(dá)，在兒童腫瘤的發(fā)生發(fā)展中表現(xiàn)出復(fù)雜的生物學(xué)效應(yīng),DEAD box-1對(duì)于常見兒童腫瘤的發(fā)展及預(yù)后影響尚不明確。通過研究DEAD box-1在兒童腫瘤中的作用機(jī)制，可為腫瘤的治療提供新的分子靶點(diǎn)。目前有待于對(duì)DEAD box-1的深入研究，尤其是對(duì)兒童腫瘤的影響，同時(shí)在臨床上收集更多的家族性聚發(fā)性患者，加強(qiáng)對(duì)兒童腫瘤基因研究的重視。未來需要通過系統(tǒng)化研究DEAD box家族蛋白在兒童腫瘤中的作用及相關(guān)信號(hào)通路，構(gòu)建相互作用的網(wǎng)絡(luò)，揭示其在兒童腫瘤中具體作用的機(jī)制，為癌癥靶向治療提供新思路。